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Problemática y Diagnósticode Sistemas Constructivos con MetalesCoordinadorasJannen Contreras VargasGabriela Peñuelas Guerrero

Estado del Arte

2

Escuela Nacional de Conservación, Restauración

y Museografía “Manuel del Castillo Negrete”

PROBLEMÁTICA Y DIAGNÓSTICODE SISTEMAS CONSTRUCTIVOS CON METALES.

ESTADO DEL ARTE.CoordinadorasJannen Contreras VargasGabriela Peñuelas Guerrero

3

Coordinación editorial

Yúmari Pérez Ramos

Corrección de estilo

Gerardo Albarrán de Alba

Diseño, formación y tablas

Christian Genaro Salinas

Instituto Nacional de Antropología e Historia

Director General

María Teresa Franco

Secretario Técnico

César Moheno

Secretario Administrativo

José Francisco Lujano

Coordinador Nacional de Difusión

Leticia Perlasca Núñez

Presentación-Créditos

4

Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía

Dirección

Liliana Giorguli Chávez (2014-2015)

Andrés Triana Moreno (2015)

Secretaria académica y de investigación

Guadalupe de la Torre Villalpando

Subdirección de planeación y servicios educativos

Juan Carlos Cortés Ruíz

Coordinación académica de la Licenciatura en Restauración

Ma. de Lourdes González Jiménez

Comisión de publicaciones de la ENCRyM

Guadalupe de la Torre Villalpando

Yúmari Pérez Ramos

Sofía Riojas Paz

Ximena Agudo Guevara

Mónica Espinosa Galicia

Jannen Contreras Vargas

José Alberto González Ramos

5

Problemática y Diagnóstico de Sistemas Constructivos con Metales.

Estado del Arte, es una publicación realizada por la Escuela Nacional

de Conservación, Restauración y Museografía del Instituto Nacional

de Antropología e Historia. Todos los derechos reservados. Queda

prohibida la reproducción parcial o total, directa o indirecta del con-

tenido de la presente obra, sin contar previamente con la autorización

expresa y por escrito de los editores, en términos de la Ley Federal del

Derecho de Autor, y en su caso de los tratados internacionales aplica-

bles, la persona que infrinja esta disposición se hará acreedora a las

sanciones legales correspondientes.

El contenido de los artículos es responsabilidad exclusiva de los auto-

res y no representa necesariamente la opinión del Comité Editorial de

Problemática y Diagnóstico de Sistemas Constructivos con Metales.

de la encrym o del inah.

isbn: 978-607-484-648-5

Primera edición: 2015

D. R. © 2015 INSTITUTO NACIONAL DE ANTROPOLOGÍA E HISTORIA

Córdoba 45, colonia Roma, 06700, México, D. F.

[email protected]

Producido y hecho en México

6

09

11

24

41

Presentación

Caracterización y acercamiento a la problemática

de restauración de los sistemas constructivos

con metales, siglo XIX y principios del XX

Gabriela Peñuelas Guerrero

Ilse Marcela López Arriaga


Aproximación histórica a los sistemas

constructivos modernos

Carlos Flores Espino

Hierro y acero en sistemas constructivos.

Caracterización y alteraciones


Ángel Ernesto García Abajo



Índice

7

Tezozomoc Pérez López


La termografía infrarroja para la documentación

de inmuebles

José Ortega Ramírez

La protección del Patrimonio Cultural de los

siglos XIX y XX. Navegando en aguas inciertas

José Ernesto Becerril Miró

La Restauración de la obra mural El hombre y la

naturaleza de México de Kiyoshi Takahashi del

Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía

“Manuel Velasco Suárez”

Ana Lizeth Mata Delgado

Margarita López Fernández

149

165

179

66

83

100

116

138

Ladrillo en Sistemas Constructivos.

Caracterización y Alteraciones

Martha Elena Ortíz Sánchez

Concreto armado. Caracterización y alteraciones


Piedra en sistemas constructivos.

Caracterización y alteraciones

Nora Ariadna Pérez Castellanos

Marlene Sámano Chong

Martha Isabel Tapia González

Introducción a la electroquímica

Jorge Antonio González Sánchez

Luis Román Dzib Pérez

Diagnóstico de estructuras de concreto armado.

Uso de herramientas electroquímicas para el

análisis de elementos metálicos en inmuebles

8

Las Esculturas de concreto armado de la

“Ruta de la Amistad”

Ramón Velázquez Cabrera

Liliana Olvera Flores

Raquel Selene Flores Mancilla

Restauración del domo del patio principal de

la Academia de San Carlos

Xiutezca Garibaldi García

Problemática de conservación de inmuebles

de concreto armado y sus acabados

arquitectónicos en Managua, Nicaragua



195

212

231

9

PresentaciónEsta publicación es resultado de un seminario sui géneris,

desarrollado durante 2013, denominado: “Problemática y

diagnóstico de sistemas constructivos con metales. Estado

del arte”. Dos factores le brindaron su singularidad: que

tratara sobre una temporalidad que no frecuentemente se

aborda dentro del inah y que un encuentro sobre inmue-

bles haya sido organizado principalmente por restaurado-

ras de bienes muebles.

Consideramos que lo más correcto sería iniciar como en

cualquier planteamiento metodológico: por el estudio y diag-

nóstico del objeto de estudio. Así el eje de este seminario y

de esta publicación lo constituyó la caracterización material,

de los inmuebles que cuentan con sistemas constructivos con

metales, específicamente con hierro y acero producidos en la

segunda mitad del siglo xix e inicios del xx. Esta caracteriza-

ción incluye los materiales constitutivos, su comportamiento,

y sus alteraciones; hierro y acero, concreto, piedra, y morte-

ros, lo mismo que los materiales cerámicos como los ladrillos.

Coordinadoras



isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

PRESENTACIÓN

10

Respondiendo al hecho de ser un esfuerzo inicial de

convergencia, se buscó reunir a diversos profesionales

involucrados en la conservación de estos bienes como son

arquitectos restauradores, ingenieros estructuristas restau-

radores, químicos metalúrgicos, especialistas en corrosión,

arqueólogos, historiadores, historiadores del arte, antropó-

logos, abogados y conservadores-restauradores de bienes

muebles dedicados a obra mural y acabados arquitectóni-

cos, a obras modernas y contemporáneas y por supuesto, a

patrimonio metálico. También se buscó propiciar la conse-

cución de lenguajes comunes para la aproximación a este

tipo específico de patrimonio cultural.

En nuestra búsqueda por profesionales experimenta-

dos en el análisis material de los inmuebles en estudio,

nos encontramos con que los ingenieros químicos –y

particularmente los especialistas en corrosión– son

quienes más contacto han tenido con estos campos.

Una parte breve, aunque sin duda alguna, fundamen-

tal, se dedica al marco jurídico aplicable al patrimonio

inmueble de finales del siglo xix e inicios del xx, ya que

su situación actual de reconocimiento y protección legal

constituye parte significativa de su problemática de

conservación.

Se incluyen estudios de caso que consideramos repre-

sentativos de la metodología de trabajo, así como de los

problemas que plantea la conservación. En ellos se aborda

el diagnóstico de las esculturas de la Ruta de la Amistad, la

restauración del mural del Instituto Nacional de Neurología,

la intervención del domo del patio principal de la Academia

de San Carlos (ambos en la Ciudad de México) y la proble-

mática de algunos inmuebles de concreto armado de Mana-

gua, Nicaragua.

Agradecemos a los especialistas que participaron en este

seminario haciendo un esfuerzo por hacernos accesible su

conocimiento, y esperamos que este trabajo participe del

desarrollo de preguntas de investigación que sean resuel-

tas de manera colaborativa, buscando construir un lengua-

je común, equipos interdisciplinarios, y metodologías de

trabajo integrales para la conservación y restauración del

patrimonio cultural inmueble.

11

isbn: 978-607-484-648-5

IntroducciónLa tecnología desarrollada durante los siglos xix y xx ha

marcado un hito en todos los ámbitos de la historia de la

humanidad y la construcción obviamente no ha sido la

excepción. El desarrollo tecnológico que logró la implemen-

tación de estructuras de acero permitió generar estructuras

más ligeras y resistentes, diseños más complejos y aventu-

rados construidos en menos tiempo, y un mejor aprovecha-

miento de los espacios, entre otras ventajas. Sin embargo

las obras logradas con estos novedosos métodos hoy día

presentan problemas para su conservación, inéditos hasta

hace algunas décadas, ocasionados principalmente por su

particular combinación de materiales y condiciones.

Al tratarse primordialmente de patrimonio en uso, la

cercanía espacial y temporal de los usuarios con estos

inmuebles ha provocado que no se considere fácilmente

su importancia y condición como patrimonio cultural, de

modo que sus particulares fenómenos de alteración y con-

secuentes daños han sido frecuentemente enfrentados sin

Í N D I C E




CARACTERIZACIÓN Y ACERCAMIENTO A LA PROBLEMÁTICA DE RESTAURACIÓNDE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS CON METALES, SIGLO XIX YPRINCIPIOS DEL XX

12

el rigor y conocimiento necesarios, logrando propuestas

de ‘solución’ insuficientes o incluso inconvenientes.

Si lo anterior no fuera suficiente, estos bienes están

inmersos en un hueco jurídico derivado de su temporalidad

de creación, en el que al menos en nuestro país las institu-

ciones de cultura parecen no tener suficiente competencia.

Por estas razones, y buscando promover la discusión de

temas relativos al patrimonio edificado con estructuras me-

tálicas, en 2013 la encrym organizó el Seminario de Sistemas

Constructivos con Metales, que tuvo como otro de sus ob-

jetivos centrales contribuir a la constitución de un lenguaje

común entre los profesionales involucrados en el estudio y

conservación de estos bienes. Adicionalmente, la presente pu-

blicación busca ayudar en la identificación de los elementos

que constituyen los sistemas constructivos que incluyen me-

tales, y la caracterización de sus materiales y problemáticas,

sin dejar de mencionar aspectos del imprescindible y caracte-

rístico trabajo interdisciplinario de la conservación-restaura-

ción, así como su pertinencia en el contexto constructivo.

Necesaria interdisciplinaEl patrimonio cultural tangible se ha clasificado de diversas

formas, una de ellas es por su característica mueble o inmue-

ble. A lo largo del tiempo, esta distinción ha procurado el

desarrollo de distintas formas de trabajo y herramientas me-

todológicas para la intervención del bien cultural en cuestión.

En México, la formación de los profesionistas que atien-

den cada tipo de patrimonio se aborda desde distintas

perspectivas. Por un lado, aquellos dedicados a la conser-

vación del patrimonio edificado deben contar primero con

grados como arquitectura o ingeniería civil, cuyos objetivos

están más vinculados al diseño y uso eficiente de espacios

y edificaciones, para después cursar posgrados en res-

tauración arquitectónica. En cambio, para los muebles las

licenciaturas en restauración1 se enfocan desde un primer

momento en la investigación, comprensión e intervención

de una variedad de objetos considerados bienes culturales

muebles e inmuebles por destino,2 poniendo énfasis en los

materiales, sus interacciones y cambios.

1 Diferentes instituciones nacionales públicas y privadas brindan el programa a nivel superior. En ese sentido, la Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía del inah fue pionera en México.

13

Aunque en nuestro país la formación en cada área tie-

ne orígenes distintos, resulta interesante que el lenguaje

construido para la restauración de bienes muebles tuvo sus

orígenes en el área de inmuebles. Sólo basta recordar los

trabajos de Eugene E. Viollet Le-Duc (1996), arquitecto—res-

taurador considerado pionero en el abordaje de aspectos

teóricos de la restauración vigentes hasta el momento.

Como resultado, la normativa empleada para la conserva-

ción-restauración de bienes muebles e inmuebles pocas

veces plantea distinciones significativas, como ejemplifican

la Carta de Atenas (1931) o la Carta de Venecia (1964). Estos

documentos sólo pudieron ver la luz gracias a la participa-

ción y trabajo coordinado de arquitectos, restauradores,

historiadores del arte, arqueólogos y abogados, es decir,

gracias al esfuerzo interdisciplinario que debe caracterizar

a la conservación-restauración.

Sin embargo, al paso del tiempo se han generado herra-

mientas metodológicas de acercamiento, investigación y

técnicas de intervención propias, que a su vez han propi-

ciado el desarrollo y empleo de lenguajes que paulatina-

mente han ido diferenciando estos ámbitos. Esto pese a

ser lógico, e incluso deseable, se convirtió en un incon-

veniente cuando las áreas dejaron de interactuar, hasta

llegar al punto de que desconocen mutuamente sus me-

todologías de trabajo. Esta situación resulta preocupante

e inconveniente, ya que frecuentemente dificulta lograr

visiones y entendimientos integrales de los bienes

culturales –muebles o inmuebles–.

Corrigiendo el camino ante patente la necesidad de en-

tender a los objetos desde diversos puntos de vista, la con-

servación-restauración se ha constituido como una práctica

interdisciplinaria consolidada y constante que integra el

trabajo de una diversidad de especialistas según requiera

el bien cultural. Por ejemplo, el encuentro de profesionales

que dio origen a la presente publicación hizo evidentes los

aportes de restauradores de bienes muebles especializa-

dos en patrimonio metálico, de inmuebles, de ingenieros

químicos especializados en corrosión, o ingenieros civi-

2 Bienes inmuebles por destino son obras como los retablos, las esculturas monumentales, las campanas o los órganos tubulares, por mencionar algunos ejemplos.

14

Por lo anterior, y en la búsqueda de participar en el desa-

rrollo de un lenguaje común para la aproximación al tipo de

patrimonio en estudio -el patrimonio edificado con sistemas

constructivos con metales-, empezamos por definir algunos

de los términos que orientaron la organización de este semi-

nario, como metodología, caracterización o problemática.

Precisando aspectos de la metodología y la caracterizaciónPodemos definir la metodología como el área del cono-

cimiento que analiza los métodos y define su uso lógico,

reflexivo y crítico para conseguir un objetivo dado. O bien,

de forma más operativa: una forma sistemática de abordar

la realidad (Pardinas 1969:10). Así, para el análisis de cada

inmueble se requerirá identificar y proyectar sus especifici-

dades en el planteamiento metodológico que se construya

para éste. Aquí exponemos de manera general las temáti-

cas que desde esta experiencia consideramos deben inte-

grarse para planear una metodología de aproximación.

Como es de todos conocido, y de acuerdo a las recomen-

daciones del Comité Científico del Patrimonio del Siglo xx de

les especializados en monumentos. Sin embargo, todo el

cúmulo de información generado resultaría muy poco útil

si sólo se sumara sin interrelacionarse, por ello también

se hizo evidente que son siempre preferibles los equipos

interdisciplinares sobre los que son sólo multidisciplinares,

haciendo imprescindible establecer los vínculos que permi-

tan determinar el papel que desempeña cada disciplina en

el mosaico del conocimientos y habilidades a generar y a

poner en juego (Bondarenko 2009:469).

Así, otro aprendizaje de este encuentro nos permite

señalar la necesidad de que los estudiosos de los bienes

inmuebles no sólo trabajen con otros especialistas sino

que cuenten con conocimientos básicos de las otras áreas,

como por ejemplo la química, de modo que sea posible

entablar verdaderos diálogos tendientes a entender la

problemática específica y plantear soluciones conjuntas, al

tiempo que permite evitar ser sorprendidos por especialis-

tas poco éticos que buscan lograr ganancias económicas o

mediáticas a través de la promoción y/o venta de trabajos

inadecuados, pero presentados con un lenguaje inaccesible

y ostentoso.

15

icomos Internacional expuestas en su carta Criterios de con-

servación del patrimonio arquitectónico del Siglo xx, Docu-

mento Madrid 2011, así como el consecuente trabajo hecho

por icomos México intitulado Carta de México, es necesario

que la intervención de inmuebles hechos con sistemas cons-

tructivos modernos se haga mediante un proceder meto-

dológico. Estos documentos siguen aspectos básicos de la

metodología para la intervención de cualquier bien cultural

(mueble e inmueble), como lo son la identificación de su

significado cultural, la aplicación de criterios de restauración

que guíen la toma de decisiones y el uso de los bienes por

parte de las comunidades (icomos Internacional 2011:1-4).

En cualquier planteamiento metodológico, el primer

punto para facilitar el entendimiento del objeto de estudio

es su definición y delimitación. A lo largo de la historia esto

ha implicado distintos niveles de acción y profundidad, así

como el empleo de diversas técnicas y herramientas analí-

ticas. Así, el proceder metodológico incluye la caracteriza-

ción, la investigación y documentación de todo el proceso,

el análisis de los datos, el establecimiento de las líneas de

acción, la ejecución, su registro y posterior difusión.

Ya en 1854 el arquitecto-restaurador Viollet Le-Duc lo

señalaba al plantear que debía seguirse una serie de pasos

previos a la intervención. Desde su perspectiva el estudio

previo debía incluir la datación exacta del inmueble y carac-

terizar cada parte de éste, lo que se debía complementar

con la documentación gráfica y escrita para poder proceder

a un análisis crítico que permitiera establecer las acciones

que debían seguirse (Viollet Le-Duc, 1996:315).

El conservador Paul Philippot, ya entrado el siglo xx, con-

sideró que el entendimiento del objeto se lograba mediante

la observación cuidadosa, la búsqueda y recopilación de

información que permitiera reconocer el significado histó-

rico y/o artístico a partir del valor cultural que la sociedad

distinguiera del objeto como un legado del pasado hacia el

futuro (Philippot 1996a:271; Philippot 1996b:271). Philippot

fue muy claro al contemplar la doble instancia de los obje-

tos (lo físico relacionado con la materia) y el reconocimien-

to de los aspectos sociales, siempre dentro del contexto

cultural desde el cual se lleva a cabo la intervención.

Siguiendo la línea de pensamiento de Philippot, la con-

servadora de bienes muebles Barbara Appelbaum (2007)

16

considera a la caracterización del objeto como el primer

paso de la metodología que propone, en la cual se explicita

qué información debe obtenerse de éste para establecer un

estado de conservación y posteriormente tomar decisiones

de acuerdo a la problemática identificada. La caracteriza-

ción de cualquier bien cultural del tipo que sea, va más allá

de una descripción física o un mero registro fotográfico:

Appelbaum (2007:9) define a la caracterización como el

proceso de conocer al objeto a profundidad en sus distintas

dimensiones. Para ello distingue dos dimensiones denomi-

nadas material y no material; la primera se relaciona con

los aspectos físicos, químicos, estructurales y tecnológicos

que tienen que ver con las propiedades de los materiales

y con su degradación, mientras que la segunda se refiere

al ámbito social, que incluye los distintos usos y funciones

que el bien ha tenido, su historia particular, así como su

relación con la historia cultural y su contexto.

Específicamente hablando de inmuebles, Almagro (2005:2)

señala que deben realizarse estudios previos, acompañados

de una documentación rigurosa que permita “alcanzar un

conocimiento profundo del bien, tanto de la realidad física

como estructural”, a esto se le puede llamar caracterización.

Por su parte el planteamiento propuesto por el Laboratorio

de Arqueología y Arquitectura de la de la Ciudad (laac), en

Granada, incluye el uso de técnicas de documentación, el

estudio arqueológico del inmueble y la determinación de los

criterios de intervención para atender las necesidades del

patrimonio relacionadas con la conservación de sus valores,

como parte del mismo trabajo planean la divulgación en dos

niveles: científico y/o popular (Almagro y Navarro 2008:87).

La caracterización y sus implicaciones en el entendi-

miento del bien cultural han ido complementándose a lo

largo de la historia de la disciplina, y para quienes suscri-

ben, es el resultado de un proceso complejo mediante el

cual se identifican y establecen las características físicas

y químicas de los materiales constitutivos, de las técnicas

de factura empleadas, obviamente de sus alteraciones y

deterioros, así como de los fenómenos sociales y cultu-

rales en los cuales se involucró el bien –mueble o inmue-

ble– desde su origen, incluyendo las modificaciones que

tuvo su uso, función y significado, previo a su interven-

ción. Esta comprensión se logra mediante una variedad de

17

de orden teórico, social e incluso político que dan marco y

fundamentan los objetivos y las acciones de conservación,

y que a su vez sustenta la normativa vigente en cada situa-

ción. Por ejemplo, si se trata de un bien considerado como

relevante y declarado como patrimonio artístico o histórico

los objetivos de la intervención estarán encaminados a

promover dichas condiciones. Posteriormente, será nece-

sario establecer qué información respecto de las propieda-

des físicas y químicas de los materiales, de las técnicas de

construcción, del diseño, y alteraciones es necesaria. Por

ello, observar, visitar, recorrer y familiarizarse con el inmue-

ble resulta el punto de partida para construir las directrices

que guiarán su evaluación y diagnóstico.

De esta forma, para guiar la fase de exploración y diag-

nóstico es preciso contar con conocimiento de los materia-

les, sus interacciones y cambios, así como la historia de la

tecnología aplicada y aplicable al objeto de estudio (por lo

que también es crucial, complementar con una investiga-

ción histórica). Por otro lado, para poder seleccionar las he-

rramientas de análisis adecuadas es preciso comprender en

qué consisten y sus requerimientos, saber qué tipo de in-

herramientas desarrolladas en diferentes áreas de cono-

cimiento, ejercidas también –preferentemente– por una

variedad de profesionales, por lo cual el proceder interdis-

ciplinario resulta imperativo. Al cabo de este proceso, el

conservador-restaurador obtiene la información necesaria

para establecer el diagnóstico del bien y plantear una

posible intervención.

Este texto se centra en los aspectos materiales, es decir,

en las características físicas y químicas de los elementos

constitutivos de los inmuebles logrados con sistemas cons-

tructivos con metales hechos durante el siglo xix e inicios

del xx. Los aspectos sociales que deben ser investigados

y considerados (como son la llamada historia de vida, los

cambios tanto en la estructura como en la función, las

modificaciones en su valoración, entre otros rubros impor-

tantes e imprescindibles para la conservación) deberán ser

discutidos en momentos posteriores.

Por su parte, la definición del objeto de estudio incluye

la manera en que abordaremos su conservación, es decir,

las bases que nos guían para tomar una decisión, situación

que no puede dejar de tomar en cuenta supuestos previos

18

formación proveen, cuáles son las características que debe

tener el objeto para ser analizado con determinada técnica,

así como la forma en que obtendremos los resultados. Todo

eso además de estar familiarizados con el lenguaje técnico

regularmente empleado.

ProblemáticaEste seminario se centró en la caracterización y problemá-

tica, y el patrimonio edificado que nos ocupa es un claro

y apremiante ejemplo de la necesidad de la caracteriza-

ción material, pues si bien la innovación en los materiales

brindó posibilidades técnicas, de rapidez y de diseño nunca

antes vistas, su comportamiento, resultados y alteración a

mediano y largo plazo eran y han seguido siendo insuficien-

temente conocidos para muchos de los involucrados en su

construcción y conservación.

Este desconocimiento es parte de la problemática de

su conservación, pero materialmente habría que señalar

que los edificios de concreto armado fueron diseñados en

una época en la que no se pensaba en que debían durar

por siglos; si acaso se esperaba una estabilidad máxima

de 200 años, periodo que es más que aceptable para una

industria que se plantea periodos de vida útil menores que

eso3 (Pérez 2010:1). Esto obviamente entra en conflicto con

las expectativas de permanencia que se esperan de un bien

cultural, pues desde el punto de vista de la conservación se

busca extender al máximo posible dicha permanencia. Sin

embargo, la combinación de materiales causa que tras sólo

algunas décadas presente graves daños por la corrosión

de sus refuerzos metálicos (De Anda 2011:2), como podrá

verificar el lector en otros puntos de esta publicación.

La problemática material de los inmuebles con sistemas

constructivos con metales es muy variada, sin embargo la

circunstancia legal en la que se encuentran resulta parte

central de su conservación. Esto se abordará de manera

adecuada en el texto del abogado Ernesto Becerril Miró,

pero no podemos dejar de señalarlo en este momento en el

que planteamos el acercamiento.

3 Vida útil se define como el periodo después de la construcción durante el cual todas las propiedades esenciales alcanzan o superan el valor mínimo aceptable con un manteni-miento rutinario (ASTM E 632-82 citado en Pérez, 2010:1).

19

El patrimonio edificado hacia el final del siglo xix y prin-

cipios del xx se encuentra en un claro estado de descuido,

e incluso podría hablarse de un vacío legal en cuanto a

su protección. El artículo 36 de la Ley Federal sobre Mo-

numentos y Zonas Arqueológicos, Artísticos e Históricos

define que “los inmuebles construidos en los siglos xvi al

xix …” (Presidencia de la República,1993:7) son patrimo-

nio histórico y, por tanto, se encuentran en la competencia

del Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah),

en tanto que aquellos objeto de esta publicación compe-

terían al Instituto Nacional de Bellas Artes (inba), pero sí

y sólo sí son declarados bienes artísticos, relevantes para

la Nación por sus cualidades estéticas (Presidencia de la

República,1993:6).

Algunas hipótesis que pueden responder al porqué de

esto tienen que ver con que estas edificaciones se perciben

como temporalmente muy cercanas, así como poco relevan-

tes, o que por su construcción con materiales tecnológica-

mente recientes no tendrían problemas de relevancia.

En términos generales las actividades de conservación

deben encontrarse enmarcadas en una normativa clara,

pero cuando ésta se desdibuja se corren mayores riesgos

que permiten interpretaciones y usos cuestionables o

abiertamente reprobables. Un ejemplo es la intervención

del inmueble que ocupa el Museo del Chopo, donde la rees-

tructuración del edificio cambió por completo la percepción

del espacio, afectando sus características amplias e ilumi-

nadas áreas internas, al incluirle un nuevo inmueble.

Impresiones finalesLa caracterización material e inmaterial, incluyendo la

identificación de la problemática de este tipo de bienes, re-

quiere que los diversos especialistas involucrados seamos

capaces de aportar de manera clara, respetuosa y construc-

tiva hacia la conformación e implementación de lenguajes y

metodologías derivadas de un proceder interdisciplinario.

La discusión en foros distintos a los de nuestra área de

formación permitirá enriquecer el conocimiento y ampliar el

círculo de impacto del desarrollo de la conservación-restau-

ración, en la conciencia de que todos compartimos una mis-

ma preocupación: la conservación del patrimonio cultural,

ya sea edificado o de cualquier otro tipo.

20

Analizando lo anterior y con una perspectiva del panora-

ma actual, parece que la principal problemática de conser-

vación de inmuebles que cuentan con sistemas construc-

tivos con metales, además de los huecos normativos, la

indolencia de quienes pueden tomar decisiones al respecto

y las carencias presupuestales, es su estudio e intervención

de manera aislada, sin considerar las distintas disciplinas

que fortalecerían el diagnóstico y la toma de decisiones. Se

trata de un patrimonio vivo que es esencial definir, enten-

der, interpretar y gestionar adecuadamente para el disfrute

de generaciones presentes y futuras.

21

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Congreso Internacional de Arquitectos y Técnicos de Monumentos

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Documento electrónico disponible en http://www.icomoscr.org/doc/

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22

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Gabriela Peñuelas GuerreroMaestra en Comunicación y Estudios de Cultura (Iconos Instituto de In-

vestigación en Comunicación y Cultura). Licenciada en Restauración de

Bienes Muebles (encrym-inah). Profesor-investigador de la encrym,

miembro del Área de Conservación de Patrimonio Cultural Metálico y

asignaturas de teoría de la restauración. Participa en distintos pro-

yectos de investigación para conacyt y promep-sep como parte del

cuerpo académico encrm-ca-04. Ha participado en distintos foros na-

cionales e internacionales sobre conservación de patrimonio metálico,

Arqueometría y Restauración.

Ilse Marcela López ArriagaEgresada de la Licenciatura en Restauración de la encrym-inah. Se

ha desarrollado en el ámbito de manejo de colecciones, conservación

preventiva de museos y conservación de patrimonio metálico. Formó

parte del cencropam-inba en Servicios a museos. Profesor-investi-

gador de la encrym en el Área de Conservación de Patrimonio Cultu-

ral Metálico y asignaturas de manejo de colecciones y conservación

23

preventiva. Ha impartido ponencias en distintos foros nacionales e

internacionales sobre conservación de patrimonio metálico.

Jannen Contreras Vargas Licenciada en Restauración de Bienes Muebles (encrym-inah, Mé-

xico); Maestra en Ciencias, Conservación Forense (Universidad de

Lincoln, Reino Unido). Acreedora al Premio Nacional inah Paul Core-

mans en dos ocasiones. Titular del Área de Conservación de Patrimo-

nio Cultural Metálico y participante en asignaturas de ciencia aplicada

a la restauración del patrimonio cultural, en la encrym desde 2001.

Su actividad se centra en el estudio del patrimonio cultural metálico,

sus mecanismos de alteración, posibilidades para su tratamiento y

evaluación. Participa en proyectos de investigación conacyt, papiit y

promep-sep.

24

IntroducciónUn sistema constructivo se entiende como el conjunto de

elementos, materiales y técnicas que son características

para un tipo de edificación en particular. A lo largo de la

historia los constructores han adaptado su conocimiento

y práctica en el uso de los materiales constructivos a las

solicitaciones funcionales, estilísticas y estructurales de la

arquitectura propia de su contexto histórico y regional.

El avance del conocimiento científico y el resultado tan-

gible de su aplicación tecnológica han quedado plasmados

a través de los tiempos en los inmuebles que conforman el

legado arquitectónico de las civilizaciones. Fue especial-

mente en las naciones industrializadas durante el siglo xix

que los sistemas constructivos sufrieron cambios radicales

en su concepción estructural, lo cual resultó principalmente

del despertar de las ideas científicas del siglo xviii, sumado

al auge de la producción a gran escala de los “nuevos” ma-

teriales de la era industrial, tales como el ladrillo, el hierro,

el acero, el vidrio y el concreto reforzado.

Carlos Flores Espino

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

APROXIMACIÓN HISTÓRICA A LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOSMODERNOS

25

Este texto conforma una reseña cronológica de los

eventos clave que marcaron la evolución de las prácticas

constructivas y detonaron la más notable transición tec-

nológica en la historia de la arquitectura, probablemente

desde la construcción de las primeras estructuras góticas

en el siglo xii.

Cabe aquí precisar mi interés personal como expositor del

presente tópico, el cual no forma parte en la actualidad de

alguna línea de investigación histórica desarrollada por mí;

en todo caso, presento una interpretación parcial de algu-

nos textos que me han resultado de gran interés a lo largo

de mi profesión. La sucesión de hechos históricos aquí des-

critos pueden consultarse extensivamente en Addis (2007)

y Hart-Davis (2012), mientras que para una explicación en

términos accesibles de la evolución del razonamiento es-

tructural, recomiendo ampliamente la lectura de las obras

de Heyman (2001, 2004), Gordon (1978) y Torroja (2007).

Antecedentes: La era de la razónAntes de que las matemáticas y la ciencia fueran aplicadas

de manera racional al diseño de estructuras arquitectónicas,

los proyectos constructivos se basaban principalmente en

reglas que provenían de la experiencia y la tradición. Mu-

chas de estas reglas consistían en proporciones o relaciones

geométricas con las que se establecían límites a lo que podía

ser construido sin correr peligro. Estas reglas se determina-

ban frecuentemente por prueba y error, y su desarrollo invo-

lucraba frecuentes colapsos. No obstante, bajo este enfoque

se llegaron a producir magníficas estructuras desde las

épocas clásicas (incluyendo las impresionantes catedrales

góticas y los monumentos del Renacimiento), de las cuales

han sobrevivido un gran número hasta nuestros días.

Ese tipo de reglas fueron ideales para construcciones a

base de mampostería, un sistema constructivo donde los

esfuerzos actuantes son generalmente bajos y cuya esta-

bilidad depende más de la geometría de la estructura que

del comportamiento y la resistencia de sus materiales. Bajo

esta condición, si una estructura construida resulta ser sa-

tisfactoriamente estable, se esperaría que también lo fuera

en caso de edificarse a una escala mayor.

Durante la Ilustración europea (comprendida aproxi-

madamente entre 1650 y 1780), se llevó a cabo una gran

26

revolución científica, la cual dio vida al concepto moderno

de “fuerza” en la astronomía y la mecánica, facilitando

el camino para las modernas ciencias de la estática y la

resistencia de materiales. Resulta fundamental iniciar esta

reseña mencionando al precursor, Galileo Galilei (1564-

1642), y posteriormente a Isaac Newton (1642-1727), como

los científicos que más influyeron en la formulación de un

nuevo marco teórico dentro del cual se desarrollaron los

más importantes aportes al entendimiento humano de la

física, por lo menos hasta la primera mitad del siglo xx.

Dos de los primeros pensadores que aprovecharon aque-

llos conocimientos de mecánica y estática aplicados a la

construcción fueron los ingleses Robert Hooke (1635-1703)

y Christopher Wren (1632-1723). Hooke, un físico célebre

por formular la Ley de la Elasticidad, descubrió que la curva

que describe una cadena colgante (catenaria) es inversa-

mente análoga a la geometría más estable que puede tener

un arco de piedra. Por su parte, el arquitecto Wren aplicó

por primera vez este modelo para diseñar y construir la

gran cúpula de la Catedral de Saint Paul en Londres, termi-

nada en 1711 (Figura 1). A partir de este acontecimiento se

considera el inicio de la aplicación del razonamiento cien-

tífico al diseño arquitectónico; hasta ese momento en la

historia, todas las edificaciones previas habían sido conce-

bidas estructuralmente a partir de criterios empíricos, deri-

vados a lo largo de siglos de observación de casos exitosos

(y de fracasos) de estabilidad constructiva.

El mismo concepto de la catenaria de Hooke fue aplicado

en Italia en 1748 por Giovanni Poleni (1683-1761), un acadé-

mico de la Universidad de Padua, quien realizó por encargo

del Papa Benedicto xiv un dictamen técnico para solucionar

el problema de agrietamiento que presentaba la cúpula de

la Basílica de San Pedro. Dicho estudio fue sistemática-

mente documentado y es la primera memoria de análisis

estructural publicada con fundamentos propiamente cien-

tíficos. Para nosotros tiene una importancia particular, por

ser el primer estudio racional aplicado a la conservación de

un inmueble histórico.

Para 1747, se funda en Francia la Escuela de Puentes y

Caminos, primera academia en donde la ingeniería como

profesión comenzó una transición desde el ámbito mera-

mente militar hacia la aplicación de la ciencia en obras de

27

uso civil. Uno de los más importantes ingenieros-científi-

cos de esta generación fue Charles-Augustin de Coulomb

(1736-1806) quien publicó en 1773 un fundamental artí-

culo de investigación en el cual abordó metódicamente

los principales problemas de la ingeniería constructiva

del siglo xviii: la resistencia de las columnas, el empuje

y la estabilidad de los arcos, la resistencia de las vigas,

la resistencia de los suelos y el empuje de éstos hacia los

muros de contención.

Para finales del siglo xviii en la Escuela de Puentes y

Caminos comienzan a enseñarse otras disciplinas distintas

a las matemáticas y la mecánica, como fue el estudio de la

química y las propiedades de los materiales constructivos

como las mamposterías, la madera y el hierro. En 1794 la

prestigiosa academia de ingeniería cambió su nombre a Es-

cuela Politécnica, enfocada a establecer una armonía entre

la teoría y la práctica, fomentando el desarrollo de la inves-

tigación en las áreas más trascendentes del conocimiento

tecnológico de la época, incluyendo tópicos como la termo-

dinámica y posteriormente el electromagnetismo. Tal mo-

delo de formación profesional fue a su vez replicado en las Figura 1. Croquis para el diseño de la cúpula de St. Paul, Londres por C. Wren. c. 1690).

28

naciones más desarrolladas de Europa; siendo por estos

mismos años que se fundaba en la Nueva España el Real

Seminario de Minería, el cual a su vez constituyó la primera

institución académica científica de nuestro continente.

La revolución tecnológicaA partir de la segunda mitad del siglo xviii, en Inglaterra se

inició la mayor transformación de las condiciones socioe-

conómicas, tecnológicas y culturales de la historia de la

humanidad. La revolución industrial comenzó con la meca-

nización de la producción de textiles y el desarrollo de los

procesos del hierro.

En 1779, el maestro herrero Abraham Darby iii (1750-

1789) construyó un modesto puente de 30 metros de claro

diseñado por el arquitecto y decorador Farnolls Pritchard

(1723-1777) en Coalbrookdale, Inglaterra. El icónico Iron

Bridge es significativamente importante por ser la prime-

ra estructura construida totalmente en hierro. No es un

ejemplo de la aplicación del estado del arte en ingeniería,

ya que se utilizaron técnicas constructivas propias de los

puentes de madera y mampostería de la época. Sin embar-

go, aún se mantiene conservado, gracias a lo cual conta-

mos con un símbolo del inicio de la modernización en la

historia de la arquitectura.

Existen otros ejemplos aislados del uso de hierro como

material constructivo durante esa misma época, como las

columnas y vigas que soportan el techo de la gran cocina

en el Monasterio de Alcobaça, cerca de Lisboa; los anclajes

y tensores metálicos que unen la portada de piedra del Pan-

théon en París, y las armaduras empíricas que sostienen la

mansarda en la gran galería del Palacio del Louvre. Estas

dos últimas obras ejecutadas por el arquitecto neoclásico

Jacques-Germain Soufflot (1713-1780) se llevaron a cabo

de igual manera, con muy limitado sustento científico (no

obstante con gran éxito).

Sin embargo, la verdadera revolución de los sistemas

constructivos surgió en el contexto de la industria textil bri-

tánica. Las primeras máquinas de hilar seda fueron introdu-

cidas en 1722 a Inglaterra gracias a John Lombe (1693-1722),

un espía industrial que copió la tecnología de los talleres

textiles italianos en el Piamonte. Las máquinas eran impul-

sadas individualmente por molinos de tracción fluvial.

29

La aportación tecnológica de Lombe al sistema de pro-

ducción fue utilizar una sola gran rueda hidráulica para

mover varias maquinas a la vez, lo que requirió construir un

edificio de varios niveles para colocar las enormes ma-

quinarias unidas a un mismo eje motriz (Figura 2). Lombe

murió joven (y acaudalado) ese mismo año, y sin llegar a

saberlo había iniciado toda una revolución constructiva:

durante los siguientes 150 años se edificaron miles de edi-

ficios similares en todas las localidades industriales de la

Gran Bretaña.

Hasta 1790, la forma estándar de construcción de estas

fábricas de múltiples niveles consistía en pisos y vigas de

madera apoyados sobre muros perimetrales de mamposte-

ría, con columnas también de madera a cada 3 o 4 metros

apuntalando las vigas de entrepiso. Para esta época era

evidente que el sistema constructivo desarrollado para

dichos edificios era extremadamente vulnerable al fuego.

Los incendios en las fábricas eran muy comunes debido

al manejo de materiales como fibras de algodón y polvo

de la harina, por las chispas que producían las máqui-

nas metálicas o el uso del fuego para la iluminación y las

nuevas máquinas de vapor. Peor aún, el uso de columnas

de madera al interior en lugar de muros de carga de mam-

postería, aumentaba el riesgo de un colapso progresivo

del edificio entero en el caso de que tan sólo un elemento

fallara por fuego.

En 1793 William Strutt (1753-1830) –otro ingenioso em-

presario textil– diseñó el primer sistema constructivo

exitoso resistente a incendios para edificios industriales,

consistiendo en series de pequeños arcos de ladrillos (o bo-

vedillas), soportados por vigas de madera que a su vez se

apoyaban en columnas sólidas de hierro colado; las vigas

estaban recubiertas en su parte inferior por una capa de

argamasa para protegerse del fuego.

Alrededor de 1805, después de una década en la evolu-

ción de los sistemas a prueba de fuego, ocurrieron varios

cambios importantes en la construcción: el hierro colado

reemplazó a la madera en columnas y vigas; se probaron

distintas secciones para los elementos con la finalidad de

reducir la cantidad de hierro utilizada, y se crearon vigas

para cubrir claros individuales, sustituyendo a aquellas

vigas continuas que cubrían varios claros.

30

El desarrollo en el uso del hierro colado estableció la

pauta para la construcción de edificios industriales duran-

te gran parte del siglo xix. Las principales razones por las

que el hierro colado predominó sobre el forjado fueron su

alta resistencia a la compresión, así como su economía de

manufactura y producción en serie.

El hierro forjado, sin embargo posee una capacidad muy

superior a resistir fuerzas de tracción, por lo que su gran

resistencia y versatilidad fue rápidamente descubierta y

aprovechada, especialmente para estructuras de cubierta

ligeras y arquitectónicamente complejas. A partir de 1840 el

hierro colado fue sustituido gradualmente por hierro forja-

do como el material constructivo de vanguardia.

La primera mitad del siglo xix fue probablemente el

periodo más significativo de la historia de la ingeniería.

Fue en esta época que los ingenieros constructores apren-

dieron a dar un uso práctico a los modelos aparentemente

abstractos de estabilidad estructural desarrollados por los

científicos. Uno de los ejemplos más sobresalientes de este

proceso fue el desarrollo de la armadura (o cercha) estáti-

camente determinada.Figura 2. Configuración típica de una fábrica textil británica del siglo XVIII. (Addis, 2007)

31

A manera de explicación: una estructura estáticamente

determinada (o isostática) es aquella cuya magnitud de

fuerzas actuantes depende únicamente de la forma en que

los componentes estructurales se encuentran colocados y

puede ser calculada de forma relativamente sencilla uti-

lizando mecánica estática (simples ecuaciones de equili-

brio). Estas fuerzas no dependen de las propiedades de los

materiales de los cuales está hecha la estructura. Opuesta-

mente, el cálculo de una estructura indeterminada (o hipe-

restática) no puede lograrse sólo considerando el equilibrio

de fuerzas, sino que deben tomarse en cuenta también las

propiedades elásticas de los materiales y las condiciones

mecánicas de los apoyos y conexiones.

Una forma tangible de entender la diferencia entre una

estructura isostática de una hiperestática es que las

primeras no aceptan la excepción o falla de ninguno de

sus elementos ya que se produciría un colapso total; las

segundas, en cambio, pueden sufrir modificaciones o

fallos de alguno o varios de sus elementos y permanecer

estables, dado que la configuración de sus fuerzas sería

inmediatamente redistribuida entre los elementos re-

dundantes, por lo cual las estructuras hiperestáticas son

capaces –en principio– de resistir mayores exigencias.

Sin embargo, dependiendo el grado de indeterminación

estática (o redundancia de componentes y conexiones), el

análisis de este tipo de estructuras puede llegar a ser de-

masiado complejo e incluso impredecible la potencialidad

de un colapso.

Si bien la seguridad estructural ha sido el objetivo prin-

cipal del desarrollo histórico de los sistemas constructivos,

una de las mayores ventajas que representa para los cons-

tructores la posibilidad de conocer con precisión el compor-

tamiento de una estructura, ha sido sin duda la económica.

A partir de 1820, ingenieros de Alemania, Francia, Rusia e

Inglaterra buscaron racionalizar la forma de construir gran-

des cubiertas a base de armaduras utilizando la mínima

cantidad de hierro. Algunos de ellos, entre los que destaca

Camille Polonceau (1813-1859), desarrollaron modelos ma-

temáticos que concluyeron en la construcción de armadu-

ras isostáticas a base triángulos y uniones articuladas que

minimizaban las flexiones en los elementos, actuando en

ellos tan sólo fuerzas axiales de tracción y compresión.

32

El uso de las ligeras cerchas racionalmente optimizadas se

popularizó entre los constructores gracias a los aportes de

matemáticos como James Clerk Maxwell (1831- 1879) y Karl

Cullmann (1821-1881), entre otros, quienes simplificaron el pro-

cedimiento de análisis de estructuras desarrollando elocuentes

procedimientos para calcular las fuerzas axiales actuantes

en cada elemento estructural por medio del trazo de figuras

geométricas reciprocas. A este método se le conoce como está-

tica gráfica y por su relativa simpleza fue ampliamente utilizado

por los ingenieros a partir de 1860 para el diseño de inconta-

bles estructuras de grandes claros como puentes, almacenes,

mercados y estaciones ferroviarias, por mencionar algunos.

En 1850, el paisajista y experto en invernaderos Joseph

Paxton (1803-1865) iniciaba la construcción del Palacio de

Cristal en Hyde Park, Londres para la primera “Gran Exhibi-

ción Industrial” de 1851 (Figura 3). El pabellón, de 580 m de

largo por 137 de ancho y 34 de altura, fue la primera estruc-

tura prefabricada de hierro y vidrio, y una de las construc-

ciones clave para el desarrollo del sistema constructivo a

base de marcos (o pórticos) espaciales con uniones rígidas

entre cerchas y columnas en las tres direcciones (x, y, z).Figura 3. Vista interior del Palacio de Cristal en Londres, de J. Paxton. c. 1851.

33

La modernidad constructiva trascendió del ámbito indus-

trial y productivo, hacia el bienestar humano. Los crecientes

requerimientos de vivienda, infraestructura y equipamiento

urbano impulsaron el desarrollo de sistemas constructivos

cada vez más versátiles, prácticos y económicos. Quizá el

más importante progreso tecnológico constructivo de este

periodo fue el desarrollo del concreto reforzado (igualmen-

te llamado hormigón armado); en la actualidad su uso a

nivel mundial es considerablemente mayor que el de cual-

quier otro material de edificación, principalmente debido a

su bajo costo y excepcional resistencia.

Los orígenes del concreto se remontan a los antiguos

romanos, quienes utilizaron una mezcla de arcilla volcánica

(puzolana), cal y agregados de piedra pómez para producir

un concreto que fraguaba con la adición de agua, y en esta-

do sólido era resistente a ésta misma. El sistema, llamado

opus caementitium, fue utilizado ampliamente en la cons-

trucción de muros, arcos, bóvedas y cúpulas que han persis-

tido hasta nuestros días sin contar con refuerzo alguno. Por

razones aún no totalmente esclarecidas, esta tecnología fue

prácticamente olvidada durante más de un milenio.

La innovadora configuración estructural permitió el de-

sarrollo de edificios de múltiples niveles con estructura de

“esqueleto” metálico que prescindían de muros exteriores de

carga, dado que las uniones rígidas proporcionaban la estabi-

lidad lateral necesaria. Una idea que posteriormente impulsa-

ría mayores posibilidades constructivas (rapidez, economía,

altura); sin embargo, antes de ganar suficiente popularidad

entre los constructores, el sistema de marcos rígidos supuso

un nuevo reto para los teóricos estructurales, quienes debie-

ron desarrollar métodos prácticos para encontrar soluciones

aproximadas al complejo comportamiento hiperestático.

Los orígenes del edificio modernoConsecuencia del auge industrial, durante la segunda

mitad del siglo xix los centros de población comenzaron un

crecimiento sin precedente, mientras que las sociedades

urbanas se volvieron cada vez más complejas y dinámicas.

Surgieron las ciudades modernas con edificios de oficinas y

el uso del transporte urbano abrió oportunidades comercia-

les para lugares de entretenimiento masivo, como las expo-

siciones, los museos, los teatros y las salas de conciertos.

34

En 1824 Joseph Aspdin (1778-1855), un maestro de obra

británico, patentó un proceso químico para la fabricación

de un cemento cuya apariencia era similar a la cantera de

la isla de Portland (Dorset, Inglaterra). La producción del

cemento Portland implica la sinterización de una mezcla de

arcilla y piedra caliza aproximadamente a 1400° C. El pro-

ducto obtenido, llamado Clinker, se muele hasta obtener un

polvo fino que posteriormente debe ser mezclado con agua,

arena y grava para producir un concreto con cualidades de

fraguado hidráulico muy similares al concreto romano.

En sus inicios, el concreto de cemento Portland tuvo mu-

chas limitaciones en su efectividad como sistema construc-

tivo. El principal problema que presentó fue que, a pesar

de ser un material versátil y resistente cuando es sometido

a compresión, su resistencia es prácticamente nula ante

esfuerzos de tracción y cortante, por lo que su uso se res-

tringía a sustituir a la mampostería en elementos de apoyo.

Aun así, entre 1830 y 1870 se construyeron miles de casas

de concreto sin refuerzo en Francia y Gran Bretaña.

Debieron transcurrir algunas décadas antes de que deto-

nara el verdadero potencial de este revolucionario material

constructivo. En 1844, Joseph Louis Lambot (1814-1887)

patentó el uso de varillas de hierro en el concreto para fa-

bricar tanques y recipientes impermeables; Lambot incluso

llegó a construir una pequeña embarcación con este mismo

sistema. Sin embargo, no fue sino hasta 1855 que François

Coignet (1814-1888) construyó los primeros elementos de

concreto reforzados por vigas de hierro, aprovechando la

gran resistencia a la tracción que aporta el metal al sistema

constructivo.

En 1878 un emprendedor jardinero francés, Joseph Mo-

nier (1823–1906), patentó los primeros elementos estruc-

turales de concreto reforzados con barras de hierro, por

lo cual se le ha reconocido como el padre de este sistema

constructivo. No obstante, el criterio de diseño de Monier

fue muy empírico, pues la distribución del refuerzo no

llegaba a ser coherente con los esfuerzos que la estructura

debía soportar. En todo caso, fue el sistema de edificación

de concreto reforzado patentado en 1892 por el construc-

tor François Hennébique (1842-1921) el que logra el ver-

dadero éxito comercial a nivel mundial (Figura 4). Dicho

sistema fue introducido a México por el ingeniero Miguel

35

Figura 4. Sistema de construcción Hennébique en concreto reforzado. c. 1900)

Rebolledo (1868-1962) en 1902, siendo pocas las estructu-

ras que actualmente se conocen sobrevivientes de aquella

época. Entre éstas, la más destacada es la parroquia de la

Sagrada Familia, edificada en 1910 en la Colonia Roma de

la Ciudad de México.

A la par de la evolución del concreto y del redescubri-

miento de sus posibilidades constructivas, los sistemas

de edificación precedentes continuaron su desarrollo. Para

finales del siglo xix los incendios permanecían siendo la

mayor causa de muertes y daño en los edificios. Mientras la

industria de la construcción se expandía en Europa y Amé-

rica, el número de patentes de sistemas de entrepiso “a

prueba de fuego” proliferaba; la mayoría de estos sistemas

eran desarrollados por contratistas por la simple razón de

evitar pagar el uso de alguna otra patente, pero en principio

casi todos fueron muy similares.

Uno de los sistemas resistentes al fuego que realmente

destacó por su gran versatilidad, economía y excepcional

valor estético, fue el desarrollado en Estados Unidos por

el arquitecto catalán Rafael Guastavino (1842-1908) en los

años 1880. El sistema de “construcción cohesiva” de Guas-

36

tavino fue una adaptación de las tradicionales bóvedas

tabicadas (o catalanas) que se han construido por siglos

en algunos países mediterráneos, consistente en capas de

losetas de ladrillo colocadas sin cimbra alguna, mediante

el uso de morteros de fraguado rápido (Figura 5). El sis-

tema tuvo gran éxito: sólo en Nueva York, la Guastavino

Company participó en alrededor de 240 obras entre 1889

y 1935, construyendo bóvedas tabicadas que llegaron a

cubrir claros libres hasta de 45 m con espesores mínimos

de 10 cm.

Invariablemente, el fuego se mantuvo como protagonis-

ta en la historia de la evolución constructiva. En octubre

de 1871 un terrible incendio arrasó con el centro de la

ciudad de Chicago, destruyendo alrededor de 18,000 edi-

ficios y dejando unas 100,000 personas sin hogar. Cuan-

do finalizó la Guerra Civil estadounidense (1861-1865),

se produjo en la ciudad una gran demanda de edificios

de todo tipo, pero especialmente para uso comercial y

de oficinas. Esta demanda creó una enorme presión por

construir cada vez más barato y rápidamente de lo que

era posible con mampostería tradicional, a la vez que se Figura 5. Construcción de bóvedas para la Boston Public Library, por R. Guasta-vino. 1889)

37

creara la posibilidad de generar mayores rendimientos

financieros para los inversores del capital inmobiliario.

Fue necesario entonces maximizar el espacio útil rentable

en planta; esto se logró aumentando el número de niveles

de los edificios, disminuyendo la proporción del espacio

que ocupaban los gruesos muros de carga, e incremen-

tando el tamaño de las ventanas para permitir la ilumina-

ción natural a una mayor profundidad interior. La solución

estructural idónea fueron los marcos rígidos (o esqueletos)

metálicos, similares a los utilizados previamente para las

exposiciones industriales.

En 1885 se construyó en Chicago el primer “rascacie-

los”: el Home Insurance Building, diseñado por el arqui-

tecto William LeBaron Jenney (1832-1907), contaba con 12

niveles alcanzados en 55 metros de altura. Fue también el

primer edificio en que se utilizaron viguetas de acero rola-

do, aunque predominaban los elementos estructurales de

hierro. Rápidamente proliferaron inmuebles similares en

las mayores ciudades de los Estados Unidos, mientras se

desarrollaban modernas tecnologías que permitían cons-

truir edificios cada vez más altos sin perder funcionalidad

(entre éstas: ascensores, acondicionamiento ambiental,

iluminación eléctrica, etcétera). Al innovador estilo arqui-

tectónico se le conoce como Escuela de Chicago y repre-

senta para la historia constructiva el surgimiento definiti-

vo del edificio moderno en las inmediaciones del siglo xx.

(Figura 6).

El remplazo del hierro forjado por acero estructural se

llevo a cabo paulatinamente. La mayor ventaja del acero

fue su menor costo de producción comparado con el hierro,

por lo que fue utilizado al principio (c. 1860) en la produc-

ción de rieles para la industria ferroviaria. Sin embargo el

acero tiene la desventaja de oxidarse más rápidamente

que el hierro por lo que no fue aceptado de inmediato por

los constructores. Conforme fue mejorando la calidad en la

producción, el acero ganó aceptación debido a sus propie-

dades estructurales, principalmente su mayor resistencia,

ductilidad y facilidad para soldar. En 1890 se erigió en Chi-

cago el Rand McNally Building, el primer edificio con estruc-

tura totalmente de acero. A partir del éxito de esta obra, el

uso del hierro como material estructural fue desplazado en

pocos años.

38

Figura 6. El New York Life Insurance Building en Chicago, de W. L. Jenney. 1894/1900)

39

Reflexión finalEl objetivo principal de este texto ha sido abordar el contex-

to histórico dentro del cual se desarrollarán los temas del

presente Seminario de Sistemas Constructivos con Metales

organizado por un comprometido grupo académico de la

encrym del cual surgió un genuino interés por participar en

el conocimiento de los procesos de deterioro y conserva-

ción de los metales utilizados en el patrimonio construido.

Compartiendo dicha motivación, aporto mi personal

interés por los temas de ingeniería aplicados a la conser-

vación de las estructuras históricas, para sumarme a una

extensa invitación hacia nuestra comunidad académica a

involucrarnos en el estudio de los sistemas constructivos

modernos.

Somos bastantes los que coincidiremos en que debe-

mos empezar a observar y entender cómo se desarrollan

los mecanismos de deterioro en los edificios modernos y

contemporáneos, ya que estos formarán un reto cada vez

mayor para los profesionales de la conservación, en quie-

nes recaerá inminentemente la competencia y responsabili-

dad de preservar estos inmuebles, que a la fecha podemos

considerar parte de la arquitectura vigente, pero que sin

duda un gran número de ellos permanecerá como un lega-

do de nuestro tiempo hacia la posteridad.

40

Fuentes consultadas— Addis, B. 2007. Building: 3000 years of design engineering and

construction. London, New York: Phaidon Press.

— Gordon, J. E. 1978. Structures, or why things don´t fall down”. Bos-

ton: Da Capo Press.

— Hart-Davis, A. (Ed.). 2012. “Engineers. From the great pyramids to

the pioneers of space travel”. London: Dorling Kindersley Ltd.

— Heyman, J. 2004. Análisis de estructuras, un estudio histórico. Ma-

drid: Instituto Juan de la Herrera.

— Heyman, J. 2007. La ciencia de las estructuras. Madrid: Instituto Juan

de la Herrera.

— Torroja Miret, E. 2007 Razón y ser de los tipos estructurales. Madrid:

Editorial CSIC.

Referencias— Coulomb, Ch. 1776. “Essai sur une application des regles de maxims

et minims à quelques problèmes de statique, relatifs a l’architectu-

re”. París: Académie Royale des Sciences.

— Culmann, K. 1866. “Die graphische Statik”. Zurich: Meyer & Seller.

— Galilei, G. [1638] 2011. “Discorsi e dimostrazioni matematiche, intor-

no à due nuove scienze”. Verona: Cierre-Simeoni.

— Hooke, R. [1676] “A description of helioscopes, and some other instru-

ments”. Biblioteca Nacional de Austria. Viena. Digitalizado en 2012

— Newton, I. [1687] 1993. “Principios matemáticos de la Filosofía

natural”. Grandes Obras del Pensamiento, 21. Barcelona : Ediciones

Altaya.

— Poleni, G. [1748] 1991. “Memorie istoriche della Gran Cupola del

Tempio Vaticano”. Roma: Edizioni Kappa.

Carlos Flores EspinoIngeniero Civil por el itesm Campus Monterrey, Maestro en Ciencias en

Análisis Estructural de Monumentos y Construcciones Históricas por

la Universidad de Padua, Italia y la Universidad del Minho en Portugal.

Asimismo es egresado de la Maestría en Arquitectura con Especiali-

dad en Restauración de Monumentos de la encrym. Su experiencia se

ha desarrollado en los campos del diseño estructural y la conserva-

ción del patrimonio edificado, participando en diversos proyectos de

conservación arqueológica. Desde 2008 imparte clases de sistemas

constructivos en la Licenciatura en Restauración de la encrym.

41

IntroducciónAunque durante siglos se han usado diferentes metales en

la construcción de inmuebles, es indiscutible que el hierro y

sus aleaciones —las fundiciones o hierro colado y el ace-

ro— son los elementos metálicos más útiles e importantes

en la construcción desarrollada a partir del siglo xix.

Este texto aborda de manera introductoria y general las ca-

racterísticas químicas y las propiedades mecánicas del hierro,

las aleaciones ferrosas que se han empleado en los sistemas

constructivos, así como su producción, su desarrollo y las

principales causas y mecanismos de alteración cuando se en-

cuentran unidos a los cementos para formar concreto armado.

ObtenciónPese a su gran utilidad, los metales ferrosos se comenzaron

a emplear de forma relativamente tardía, comparados con

otros como el cobre o el oro, porque a diferencia de éstos el

hierro casi siempre se encuentra en forma mineral, es decir,

combinado con no metales, formando óxidos y sales. La


Ángel Ernesto García Abajo



isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

HIERRO Y ACERO EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS.CARACTERIZACIÓN Y ALTERACIONES

42

obtención del hierro a partir de los minerales requiere de la

aplicación de una gran cantidad de energía, a través de una

serie de procedimientos conocidos genéricamente con el

término de siderurgia.

Hierro, fundiciones –hierros colados– y aceroComo casi todos los metales, al hierro es necesario añadir-

le otros elementos para mejorar sus características y apro-

vecharlos mejor según el uso que se les dará. Esta mezcla

de elementos con metales se conoce como aleación1. En el

caso del hierro, se trata de un metal duro y resistente, sin

embargo cuando se le añade cierta cantidad de carbono

forma una aleación de tipo intersticial , esto quiere decir

que los pequeños átomos de carbono se acomodan en la

red tridimensional que forman los átomos más grandes del

hierro, deformándola, pero mejorando su resistencia mecá-

nica (Chandler 1998:21).

Los primeros materiales de hierro aleado con carbono

estaban altamente carburados, es decir, contenían altas

cantidades de carbono, generando piezas más duras que

las realizadas con hierro puro, pero no tenían la tenacidad,

característica que hoy identificamos en el acero (Scott y Eg-

gert 2009:19). Esto se debe a que en la estructura del hierro

sólo se puede disolver una cantidad limitada de carbono

antes de que su red se deforme a tal punto que no pueda

seguir conformado un material altamente cohesionado.

El hierro además presenta la característica de ser alo-

trópico o polimórfico, es decir, que tiene distintas es-

tructuras cristalinas dependiendo de condiciones como

la temperatura. Cada una es representada por las letras

del alfabeto griego: a, b, c, s, etcétera. Estas diferencias

producen propiedades particulares, como la capacidad de

disolver una cantidad distinta de carbono, por ejemplo: el

fea casi no disuelve carbono; el Feβ lo disuelve hasta un

2%, y el Feχ, lo disuelve hasta un 0.1% (Malishev 1975:46).

Por lo tanto, a cada tipo de estructura le corresponden fle-

xibilidad, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión

características.

1 Una aleación es la mezcla de un metal con otro elemento, ya sea con uno o más metales (p.e. oro-plata, cobre-estaño, cobre-zinc-plomo), o bien con un no metal (como el carbono y el hierro para el caso del acero) (Selwyn 2004:7)

43

Dada la relevancia de los metales ferrosos se han otor-

gado nombres propios a formas cristalinas y composicio-

nes empleadas frecuentemente, tales como la cementita,

la perlita o la austenita, todas ellas estructuras precisa-

mente del hierro mezclado con carbono. Dependiendo de

la cantidad de carbono en la aleación, los metales ferro-

sos suelen clasificarse de la siguiente manera (Selwyn

2004:94-99):

• Hierro dulce. Tiene una cantidad de carbono inferior a

0.03 %.

• Acero. Su cantidad de carbono se encuentra entre 0.03

y 1.67 %.

• Fundiciones (o hierros colados). Su contenido de carbo-

no oscila entre 1.67 y 6.67%.2

• Aceros inoxidables. Son aceros con un contenido de

carbono usualmente entre 0.08% y 2%, que además

tienen cantidades variables de otros aleantes, principal-

mente cromo y níquel, que al corroerse forman una capa

denominada pasiva, que protege de la corrosión. Estos

aceros fueron desarrollados a principios del siglo xx.

Una herramienta relativamente sencilla que permite enten-

der las aleaciones –o mezclas de cualquier tipo– en condi-

ciones de equilibrio son los diagramas de fase, llamados

así porque muestran las distintas fases o secciones que

tienen composiciones definidas ligeramente distintas, se-

gún la cantidad y distribución de los aleantes en diferentes

temperaturas. Son útiles porque permiten tener informa-

ción sobre sus propiedades físicas y químicas, pero siem-

pre debe considerarse que tienen limitaciones; en algunos

casos, las condiciones de equilibrio duran sólo fracciones

de segundo, o bien sólo se alcanzan después de tiempos

muy largos (Groover 1997:116) (Figura 1).

Producción Durante siglos la producción del hierro y el acero fue lenta

y costosa, consistía en mezclar el mineral de hierro con

2 En general las aleaciones con un contenido de carbono superior no son útiles para aplicaciones prácticas, porque son extremadamente frágiles, por eso en los diagramas de fase sólo se expresa hasta 6.67% de carbono.

44

carbón vegetal en hornos relativamente rudimentarios,

en los que se reducía el mineral hasta obtener una masa

esponjosa del metal, que después debía ser modificada

mediante golpes, por lo que sólo se obtenían piezas reali-

zadas mediante forja.

Ya que la dureza del metal es muy alta, para su aprove-

chamiento fue necesario que la tecnología de la fragua se

desarrollara para alcanzar temperaturas alrededor de los

1,000ºC para deformarlo plásticamente.

Aunque durante la Edad Media se hicieron mejoras tecno-

lógicas que permitieron lograr verdaderos aceros (como el

aprovechamiento de la fuerza hidráulica para accionar gran-

des fuelles y martinetes), el problema fundamental fue que

mediante el uso del carbón vegetal los hornos no podían

alcanzar la temperatura de fusión del hierro. En esas condi-

ciones, un centro productor de acero promedio del siglo xvi

obtenía menos de 300 toneladas por año (Martínez 1997).

Posteriormente, en Europa se empezó a utilizar carbón

mineral, lo que propició un aumento tanto en la calidad como

en la cantidad del acero producido. Sin embargo, el gran

avance tecnológico se produjo hasta 1856, cuando Henry Figura 1. Diagrama de fases de la aleación Fe-C.

45

Bessemer encontró, casi por error, una forma para obtener

acero dulce que permitió la producción de grandes lotes.

Sólo 20 años después, el acero dulce ya era más barato

que el hierro forjado (Groover 1997:115; Wallis y Bussell

2008:125).

El proceso Bessemer es de una gran simpleza y consiste en:

• Reducir el mineral de hierro usando carbón. El resultado

es un líquido con un contenido en carbono cercano al 2%,

denominado arrabio. Si se observa el diagrama de fases

Fe-C, se aprecia que para esta composición existe un

“punto eutéctico”, es decir una composición de la mezcla

en la que la temperatura de fusión es la mínima posible.

• Para “afinar” el acero (llevarlo a la composición de-

seada), se inyecta aire, con el fin de oxidar el exceso

de carbono, consiguiendo así un acero o hierro dulce

con la cantidad de carbono deseado (DeGarmo et. al.

1994:108)

Gracias al desarrollo de este proceso y del correspondiente

equipo (conocido como Convertidor Bessemer, fue posible

disponer de grandes cantidades de hierro, acero y fundicio-

nes de hierro a un precio accesible (Williams 1990:182). El

hierro colado fue sustituyendo poco a poco al hierro forjado;

no obstante, al ser más propenso a la corrosión, se mantuvo

el uso del hierro forjado para su empleo en exteriores.

Por su alta resistencia mecánica, y por la posibilidad

de contar con elementos estructurales prefabricados que

reducían enormemente los tiempos de construcción y los

costos, el hierro y sus aleaciones han sido los materiales

más empleados en la construcción desde la segunda mitad

del siglo xix y hasta la actualidad (Misa 1995:xxi).

Propiedades mecánicas

La tecnología ha estado íntimamente ligada a la posibilidad

de fabricar ciertas aleaciones con características específi-

cas, entre las más apreciadas en construcción se encuen-

tran las mecánicas.

La forma en que los materiales se comportan ante la

aplicación de fuerzas externas describe sus propiedades

mecánicas. Con la aplicación de fuerza los materiales cam-

bian de forma: la deformación inicial es considerada defor-

46

mación elástica, que se caracteriza porque una vez retirado

el estímulo el material vuelve a su estado y forma iniciales;

con la aplicación de fuerzas mayores se produce una defor-

mación plástica, que permanece aún después de eliminar la

carga aplicada; un aumento de la fuerza mayor, finalmente

provocará la rotura del material (Malishev et. al. 1975:54).

La modificación dimensional de los materiales –elongación

o compresión– es por lo general proporcional al esfuerzo

ya que la forma que adquieren depende del tipo de fuerza

aplicada: si son sometidos a un esfuerzo de tracción, se

alargan; si son oprimidos o sometidos a esfuerzo de com-

presión, se aplastan.

Consecuentemente, un material es más resistente cuanto

más fuerza, carga o energía pueda soportar sin romperse.

La resistencia se puede clasificar dependiendo de cómo se

aplique la fuerza, de la siguiente manera:

• Tensión: las cargas aplicadas son de tipo axial y en sen-

tido opuesto.

• Compresión: las cargas son de tipo axial y en sentido

coincidente.

• Flexión: las cargas no son axiales, es una combinación

de tensión y compresión.

En general, la resistencia de un material depende de sus

características intrínsecas, tales como estructura y com-

posición, así como del tamaño y la forma de la sección que

esté involucrada (también llamado perfil).

Los metales tienen excelente cohesión porque sus áto-

mos se encuentran unidos fuertemente mediante el enlace

metálico. En los metales ferrosos, ya se ha dicho que las

diferentes composiciones y estructuras cristalinas causarán

distintas características, incluyendo por supuesto las de

resistencia mecánica, que depende también de la forma en

que el metal haya sido trabajado, es decir, si se trata de un

material colado o forjado, y también si recibió algún tipo de

tratamiento térmico como el templado o el normalizado, por

mencionar algunos.

Tamaño y forma de la sección

Es evidente que mientras mayor sea el tamaño de la sec-

ción de una pieza hecha con un determinado material,

47

en la forma, tamaño y distribución de los granos o cristales

constitutivos del metal que, a su vez, tienen una importan-

te consecuencia en la resistencia mecánica y respuesta a la

corrosión del producto. A continuación se exponen la forja y

el vaciado.

Forja

La factura del hierro comenzó, como en los otros metales,

mediante trabajo mecánico o forjado, es decir, mediante

golpes (Groover 1997:10).

Con el trabajo mecánico además de deformar plásticamen-

te, se eliminan poros y cavidades interiores, se aplanan y

se reduce el tamaño de sus cristales o granos constitutivos.

Esto mejora el anclaje entre los cristales, lo que tiene una

importante influencia en el aumento de la dureza y resis-

tencia a la tensión y al impacto, aunque también disminuye

la flexibilidad de la pieza a trabajar. Si un elemento debe

resistir fuertes esfuerzos o impactos debe ser facturado por

martillado o forja (Appold et. al. 1985:131-133). Sin embargo,

la capacidad de cada metal para recibir golpes sin sufrir de-

formaciones o romperse depende de su estructura cristalina.

mayor será la carga que pueda soportar, por eso se habla

de carga aplicada, es decir, la fuerza aplicada por unidad

de superficie (Valencia 2006:27). Sin embargo, el aumento

de la sección repercute de manera negativa en el peso, lógi-

camente en los costos y en otros factores, por ello siempre

se busca que los materiales tengan la mayor resistencia

frente a la carga aplicada con la menor sección posible.

Para lograr esto, la ingeniería se ha encargado de diseñar

elementos estructurales en los que las cargas se distribu-

yen, desvían o incluso se anulan entre sí.

Un ejemplo de lo que actualmente se aplica en la construc-

ción se encuentra en lo que se conoce como “concreto pre-

tensado”, en el que la resistencia a la carga de una estructura

es aumentada mediante el estiramiento de la varilla de acero

antes de hacer el colado de cemento. Una vez que el colado

ha fraguado, el acero tiende a ejercer una fuerza de compre-

sión sobre la estructura que se compensa con la carga de

tracción que se ejerce sobre la misma (Gónzales 1984:197).

Técnicas de factura

Las diversas técnicas de factura tienen influencia directa

48

Colados

Se le llama así a los objetos de metales ferrosos obtenidos

mediante la fundición del metal hasta llegar a su estado

líquido y posterior vaciado en moldes.

Cuando un metal en estado líquido se comienza a enfriar

y llega a la temperatura de cristalización –solidificación– se

forman pequeños núcleos sólidos cristalinos, alrededor de

los cuales el resto del metal se solidifica dendríticamen-

te (en forma de ramas de árbol) y adquiere la estructura

cristalina que le corresponde de acuerdo a su composición

(Groover 1997:250). Gracias a esta configuración, los ele-

mentos estructurales de fundiciones son muy resistentes

Figura 2. Estructura de metales. a) Obtenidos por colado o fundición, b) Obtenidos por trabajo mecánico, como la forja.

a la compresión pero no a la tensión o a la flexión, en otras

palabras, son más frágiles que los obtenidos mediante

forja. (Figura 2). Esta es la razón por la que los cuchillos y

espadas siempre son hechos por forjado.

En este punto, cabe subrayar que la técnica de factura

está relacionada con la finalidad de los objetos a realizar.

Así, hay piezas que se comienzan con una técnica y se dan

acabados con otra para favorecer ciertas propiedades me-

cánicas. Por ejemplo, los cañones, incluso cuando fueron

inicialmente vaciados, deben recibir trabajo mecánico en su

interior (maquinado) para que su estructura pueda soportar

los impactos de las explosiones; de otra forma, estallarían

49

también. Del mismo modo, los elementos estructurales de

acero son logrados por vaciado, aun cuando después deben

ser trabajados mecánicamente y recibir algún tratamiento

térmico (como el normalizado) para resistir una mayor canti-

dad y variedad de esfuerzos (Appold et. al. 1985:133).

Los elementos constructivos de metales ferrosos ob-

tenidos por colado, gracias a su resistencia a la compre-

sión, fueron principalmente columnas y otros elementos

de carga. Sin embargo, su alto contenido de carbono

hacía que su punto de fusión fuera considerablemente

más bajo que el del hierro o del acero, lo que provocaba

que, durante los incendios, edificios que contaban con

estos elementos estructurales se colapsaran con facili-

dad (Misa 1995:87). Después de varios eventos desafortu-

nados se restringió su uso en la construcción.

El caso del acero, en China fue un tanto distinto a Occi-

dente ya que se combinaron varios factores, entre ellos,

que agregaron grandes cantidades de carbón mineral, lo

que permitió reducir3 los minerales de hierro con tempe-

raturas más bajas, además de la implementación de gas

natural en sus hornos. Esto permitió la obtención del hierro

colado y su utilización en la construcción en épocas tan

tempranas como el siglo vi a.C. (Derui y Haiping 2011:130).

Como ya se mencionó, en Occidente el hierro se pudo

fundir sólo en pequeñas cantidades hasta el siglo xvi, sien-

do útil sólo para la producción de objetos pequeños, como

municiones y ollas de cocina, y no fue sino hasta la segun-

da mitad del siglo xviii que se pudo contar con elementos

de hierro colado de mayor tamaño.

Inicios del uso del hierro y acero en la cons-trucción modernaLa arquitectura del hierro, nacida de las innovaciones tecno-

lógicas del siglo xix trajo importantes cambios en el mundo

de la construcción. El hierro colado brindó la posibilidad de

contar con elementos producidos en grandes cantidades con

características muy similares, cuya venta era promovida por

catálogo, a los que recurrían arquitectos y constructores alre-

3 Se le llama reducir al proceso de obtener metal a partir de un mineral.

50

Un buen ejemplo de la diferencia de resistencia provista

por ambos materiales lo encontramos en los puentes. El

primer puente construido de hierro colado es el Coalbrook,

inaugurado en 1781 para cruzar el río Severn en Inglaterra.

Su extensión es de 30 m y representó un gran avance tecno-

lógico para la época, pero poco menos de un siglo después,

en 1874, fue inaugurado el puente Eads, construido total-

mente en acero con una extensión de 1,964 m para atrave-

sar por primera vez el río Mississippi, en Estados Unidos

(Drougas 2009:14; Misa 1995:133-135).

Elementos de unión

Los nuevos elementos constructivos de hierro y acero requi-

rieron ser unidos para formar los sistemas constructivos.

Los primeros sistemas de unión fueron los remaches y tor-

nillos, más tarde se desarrollaron equipos que permitieron

lograr soldaduras.

Remaches

Este tipo de unión consiste en solapar las piezas a unir,

perforarlas e introducir un perno metálico –remache– que

dedor del mundo para adquirir elementos estructurales y or-

namentales (Chaslin 2004:58). Fue así, que piezas fabricadas

en Francia fueron mandadas a distintas ciudades del mundo,

por ejemplo el kiosco de la Plaza de la Armas de Chihuahua

es muy similar a uno en la ciudad de Manaus, en Brasil.

Los nuevos métodos industriales permitieron la produc-

ción de barras por forja y laminado, con sección constan-

te, alta resistencia a la tensión, útiles para el desarrollo

de láminas, trabes y celosías con formas nuevas, como

los ángulos y “T”, para la construcción de puentes y en

general para estructuras más grandes, pero también para

ferrocarriles y buques que permitían abarcar mayores

distancias y llevar cargas más pesadas (Drougas 2009:11;

Giedion 1982:181).

Desde la segunda mitad del siglo xix se comenzó a

experimentar con el acero en la construcción. En la Exposi-

ción Internacional de París de 1900 se mostraron sistemas

mixtos de hierro colado y acero (Drougas 2009:20), y pau-

latinamente se fueron construyendo estructuras solamente

de acero, aprovechando su resistencia mecánica superior

(Giedion 1982:181-189).

51

al ser deformado en sus extremos inmoviliza las partes,

quedando firmemente anclado (Picazo 2011:2-3). Este tipo

de uniones se volvió común en las estructuras de muchos

edificios; entre los más emblemáticos encontramos el

Empire State, en Nueva York (Aaseng 2000:127), y la Torre

Latinoamericana, en la Ciudad de México.

Sin embargo, los remaches tienen algunas desventajas,

ya que los pernos de acero sólo pueden ser lo suficiente-

mente plásticos cuando se encuentran al rojo vivo o al rojo

blanco, lo que hacía la construcción con remaches más

compleja y peligrosa, y a las quemaduras en los construc-

tores en un asunto común. Otra desventaja es que la carga

aplicada a la estructura se concentra en los remaches, y

finalmente que constituyen un sistema de unión perma-

nente, pues para quitar un remache es necesario destruirlo

(Picazo 2011:2-3; Aaseng 2000:127). Por estas razones en la

actualidad se prefieren los tornillos.

Tornillos

Este sistema de unión es muy similar en su concepto y fun-

cionamiento a los remaches, sin embargo presenta la ven-

taja de no tratarse de un sistema de unión permanente, ya

que funciona mediante una cuerda en el perno y una tuerca

roscada que permite asegurar las partes, permitiendo su

remoción. Sus ventajas son que se trabajan a temperatura

ambiente, que es posible realizar correcciones con facilidad

y que, a diferencia de la soldadura, no genera tensiones

diferenciales debido a la temperatura, siendo un sistema de

unión más seguro (Picazo 2007:2-4).

Soldadura

La soldadura es un sistema de unión permanente en un

sentido físico y químico, a través del empleo de temperatu-

ra. Existen diferentes métodos, uno de los primeros fue la

soldadura por forja, en la que el metal se hacía plástico por

el calor en la fragua y ya al rojo, se unía mediante golpes;

esta técnica fue usada desde la antigüedad, principalmente

en rejas o lo que conocemos como herrería. Posteriormente

se desarrolló la soldadura con metal de aporte, en ésta los

metales a unir y el de aporte se calientan hasta el punto de

fusión del segundo, permitiendo la unión de los elementos

metálicos (Valencia 2006:53-54).

52

aireación diferencial (Valencia 2006:53-54). Por lo tanto,

lo recomendable sería someter a la estructura a un trata-

miento térmico de recocido posterior a la soldadura, que

alivie tensiones y elimine las zonas sensibles a la corrosión,

aunque pocas veces se hace por razones de tiempo y costo.

Las estructuras de hierro colado se unían con remaches

y tornillos, porque corría riesgos por el calor necesario para

la soldadura sin generarle daños (Gonzáles 1984:288).

Protección contra la corrosiónEl hierro y el acero son muy susceptibles a la corrosión

–excepto el acero inoxidable–, por lo que elementos y es-

tructuras requieren de protección. Actualmente hay una am-

plia variedad de técnicas de protección contra la corrosión,

entre las que se incluyen las eléctricas, pero en el periodo

que nos ocupa se emplearon principalmente los recubri-

mientos anticorrosivos y pinturas, así como los recubri-

mientos metálicos. Ambos métodos protegen al metal de la

corrosión al aislar la superficie metálica del electrolito, es

decir, del medio, rompiendo así el circuito electroquímico

que requiere el proceso de corrosión.

La soldadura para hierro y acero ya existía desde media-

dos del siglo xix pero tomó algunas décadas que se pudiera

integrar a los procesos comunes de construcción, princi-

palmente por la imposibilidad de contar con fuentes de

calor y electricidad suficientemente potentes para lograr las

temperaturas necesarias para unir a los metales en el lugar

deseado (Drougas 2009:35).

El arco eléctrico, por ejemplo, inventado en 1881, tuvo

varios años de experimentación (Picazo 2007), y no logró

su popularización sino hasta la primera década del siglo

xx. En este método, las terminales separadas de un circuito

eléctrico generan una chispa que genera calor tan intenso

que permite la unión de los metales.

La ventaja de la soldadura es que crea una unión con-

tinua en la que la carga se distribuye a lo largo de toda

la sección soldada de manera uniforme. La principal des-

ventaja es el calor, ya que altera la estructura del metal

creando una zona afectada por el calor (zac), lo que puede

originar sensibilización, es decir, tensiones en las zonas

aledañas al cordón de la soldadura. Además, este tipo de

unión puede favorecer también fenómenos de corrosión por

53

Recubrimientos orgánicos

Desde la antigüedad se han utilizado pinturas para proteger

superficies metálicas. La sustancia favorita durante algún

tiempo fue el minio de plomo o tetraóxido de plomo, por

su efectividad (Wallis y Bussell 2008:153; CAMEO, 2013). El

minio era mezclado, al principio, con aceites secantes como

el de linaza, y posteriormente con otros polímeros. Debido a

su color naranja era empleado como una primera capa pro-

tectora para el hierro y sobre éste se aplicaban otras pinturas

(Appold 1985:85). Su uso se prohibió en Estados Unidos en

1969 por su alta toxicidad, y fue sustituido por pigmentos de

titanio, cromo y zinc (Warren 2000:208). En México no existe

legislación que prohíba su uso y producción por lo que no se

puede señalar con precisión hasta cuando se siguió emplean-

do e incluso se sospecha que su uso continúa en algunos

lugares, lo que sí ha sucedido es que las normas de pemex y

cfe solicitan el uso de otros materiales anticorrosivos.

En materia de restauración es necesario mencionar que

el color naranja del minio se relacionó con su efectividad

anticorrosiva, por lo que aún tras el desuso del minio real

numerosos primarios y pinturas imitaron el color, pese a

no contener pigmentos de plomo en su formulación. Por

ello es necesario que al intervenir obras que pudieran tener

este pigmento entre sus capas de recubrimientos se reali-

cen análisis de identificación que permitan tomar todas las

medidas de seguridad necesarias, ya sea para conservar la

capa intacta y evitar su remoción, o para hacerla en condi-

ciones adecuadas de seguridad para los trabajadores, los

usuarios y el medio ambiente.

Recubrimientos metálicos

El proceso de recubrir el hierro con otro metal más resistente a

la corrosión es antiguo. Tras la popularización de el hierro y el

acero en la construcción se emplearon elementos de hojalata,

es decir, láminas de hierro recubiertas de estaño, como ele-

mentos decorativos o bajadas de agua, aunque su uso no fue

extensivo, principalmente por razones de costo. En cambio, el

recubrimiento de zinc, conocido como galvanizado, es el más

aplicado en elementos de construcción en la actualidad.

En el primer caso se aprovecha la mayor resistencia a la

corrosión del estaño, mientras que en el segundo caso se

aprovecha la formación de capas pasivas del zinc.

54

El galvanizado con zinc existe desde 1742, cuando el

químico francés Paul Jacques Malouin descubrió el método

por inmersión, y se popularizó en 1836 cuando otro quími-

co francés, Stanislas Sorel, registró una patente haciendo

más eficiente el proceso (Carpio 2013:9-11). La protección

lograda por el zinc se debe a tres mecanismos que precisa

Carpio (2013:7-9):

• Protección de barrera: la capa de zinc impide que el oxí-

geno y la humedad entren en contacto con el acero.

• Protección catódica: en caso de formación de pares

galvánicos por daño en la capa de recubrimiento, será el

zinc el que se oxidará y no el acero.

• Reparación de defectos: si hay fallos pequeños en la

superficie, los productos de corrosión del zinc los repa-

rarán impidiendo nueva corrosión.

Es muy importante el mantenimiento de estos recubri-

mientos ya que aun en los de zinc las pérdidas de mayores

dimensiones favorecerán la corrosión, que será acelerada

por el fenómeno de aireación diferencial4.

Uso del hierro y acero en concretoDesde la época de los romanos, la gran resistencia a la

compresión del concreto ha sido conocida y aprovechada,

pero la incorporación de la estructura de acero incrementó

sustancialmente su resistencia a la tensión y posibilitó el

diseño y construcción de estructuras cada vez más complejas

y de mayores dimensiones (Lozano 1999:7). Por ejemplo, la in-

clusión de estructuras de acero propició construcciones más

ligeras; consiguiendo efectos escultóricos en los edificios,

como en las conocidas obras de Le Corbusier y Antoni Gaudí.

A continuación describiremos brevemente los principales

factores que afectan la conservación de las estructuras me-

tálicas en el concreto, aunque para ello es preciso definir

los procesos y tipos de corrosión que afectan en particular

al hierro y sus aleaciones, así como las principales manifes-

taciones de la afectación del metal en el concreto.

4 Diferencia de reactividad a la corrosión entra la zona que conserva el recubrimiento y las que no.

55

Los fenómenos de corrosión son reacciones de tipo

electroquímico, en las que los elementos se oxidan (donan

electrones) o se reducen (ganan electrones) en función de

su potencial electroquímico (medido en voltios). Al tratarse

de un fenómeno electroquímico, la corrosión se puede pen-

sar como un proceso análogo al que se da en cualquier pila

o batería que produce electricidad.

Para que un fenómeno de corrosión electroquímica se

dé, se requiere de un elemento que done electrones y

funcione como ánodo, un elemento que los reciba y fun-

cione como cátodo, y un electrolito que permita el flujo de

electrones entre los dos anteriores. De este modo, casi

siempre durante la corrosión se transfieren electrones

de los metales a elementos no metálicos en su entorno

(Selwyn 2004).

Reacción anódica (oxidación) M0 Me + +e-

Reacción catódica (reducción) O2 +2H2O + 4e- 4OH-

La corrosión es, además, producto de un proceso ter-

modinámico. La termodinámica estudia los sistemas y Figura 3. Ciclo de la corrosión.

Corrosión Como se dijo al principio, el hierro suele aparecer en la

naturaleza en forma mineral como óxidos, sulfuros, etcé-

tera, por lo cual es necesario aportarles mucha energía

para obtener el hierro en su forma metálica, el cual, al no

ser muy estable, tiende naturalmente a volver a un estado

mineral de mínima energía a través de reacciones de corro-

sión (Figura 3).

56

su equilibrio así como la energía que se requiere para

que una reacción suceda, o la que se emite cuando la

reacción tiene lugar. El equilibrio de un sistema puede

describirse mediante propiedades medibles, como tem-

peratura, presión y volumen, conocidas como variables

termodinámicas.

A mediados del siglo xx, el metalúrgico Marcel Pourbaix

desarrolló los diagramas para contar con una herramienta

que le permitiera explicar los fenómenos de corrosión de

cada metal, según el medio en el que se encuentre. Los dia-

gramas Pourbaix representan el potencial eléctrico frente al

pH, definiendo tres campos de estabilidad:

• Campo de inmunidad. De estabilidad del metal como

tal, es decir, en forma metálica. Se ubica en la parte

inferior del diagrama.

• Campo de corrosión. En él las diferentes formas iónicas se

encuentran estables, el metal tiende a estar en disolución y

por lo tanto en esta área la corrosión se da en forma activa.

• Campo de pasividad. En éste, el metal se encuentra

en forma combinada, precipitado como un compuesto

químico (óxido, hidróxido, etcétera), donde las formas

combinadas tienden a ser insolubles en el medio y for-

mar capas protectoras que pasivan el metal e impiden

nueva corrosión (Ávila y Genescá 2002:63).

Por lo anterior, los productos de corrosión se clasifican en:

• Activos. Compuestos “inestables”, es decir, que requie-

ren sufrir nuevas reacciones de corrosión para lograr

estabilidad (en un medio determinado).

• Pasivos. Compuestos que han alcanzado estabilidad

y no reaccionan, o lo hacen de forma muy lenta (en un

medio determinado).

Estos diagramas son muy útiles para predecir el compor-

tamiento de un metal en determinadas condiciones, si una

condición de pH o la presencia de un ion en específico

causarán corrosión, o si el metal permanecerá estable. Sin

embargo, siempre hay que considerar que los diagramas

tienen limitaciones, pues el mundo real no se encuentra en

condiciones de equilibrio teórico (Figura 4).

57

Lo más común es que estos efectos pasen desapercibidos

hasta que las superficies externas comiencen a fracturarse.

Las grietas o fracturas en superficie coinciden, general-

mente, con las áreas afectadas con mayor corrosión en los

elementos metálicos en la estructura.

Los principales efectos de deterioro causados por la

corrosión en estructuras de concreto armado se pueden

resumir en los siguientes puntos:

• Cambios de coloración y manchado en el concreto

• Exfoliación del material metálico y con ello disminución

de su sección

• Fractura de los revestimientos

• Disminución de resistencia mecánica de la estructura

• Aumento de la tensión ante la carga

• Falla del metal

Neff (et al. 2007) lo han descrito como un proceso que

ocurre en dos fases. En la primera, la alta alcalinidad del

concreto pasiva al hierro; pero conforme se modifica el pH

de los morteros, si hay suficiente oxígeno y agua, el hierro

Figura 4. Diferentes zonas del diagrama de potencial vs. pH o diagrama de Pourbaix del Fe en H2O, 25ºC. Se aprecia que el campo de actividad, es decir, en el que se corroe es muy amplio, en tanto el de pasividad muy pequeño y ubicado en el rango alcalino.

Efectos de la corrosión

Los daños causados por la corrosión del metal en las es-

tructuras se pueden clasificar por sus manifestaciones:

• Manchado

• Expansión volumétrica

• Fractura de concretos y piedras

58

se corroerá activamente. Por supuesto cabe señalar que

si existen daños en el mortero por cualquier causa exter-

na –golpes, vibraciones, etcétera– las afectaciones de la

estructura metálica serán más rápidas (Figura 5).

1. Corresponde a una capa de alteración original que apa-

rece antes de que el hierro se sumerja en concreto y que

puede ser protectora en el ambiente alcalino.

2. Desarrollo de una capa más gruesa formada princi-

palmente de óxidos de hierro que comienza a causar

expansión volumétrica, causada por el cambio de pH

del concreto.

Figura 5. Esquema de la alteración del hierro en concreto

3. Fractura del recubrimiento de concreto debido al au-

mento dimensional de la corrosión del hierro.

Fenómenos de corrosión

Las manifestaciones descritas tendrán su origen en diver-

sas causas y por lo general las formas de corrosión que

las producen se pueden clasificar dentro de los siguientes

fenómenos:

• Corrosión por aireación diferencial. Cuando un recubri-

miento, ya sea una pintura, un recubrimiento metálico

–como el zinc o el galvanizado–, el mortero de concreto

o una capa de corrosión estable, se rompe o se pierde

parcialmente, el metal expuesto al medio corrosivo se

convierte en una zona anódica que reacciona más rápi-

damente ante el medio, corroyéndose a una velocidad

mayor que si el metal estuviera completamente descu-

bierto, debido a la relación de áreas anódicas y catódi-

cas (Ávila y Genescá 2003:113).

• Corrosión por tensión. Éste es uno de los problemas me-

talúrgicos más serios en estructuras, ya que se produce

59

por la acción conjunta de un esfuerzo de tensión y un

medio ambiente corrosivo, como un concreto carbona-

tado, incluso puede causar la fractura del material. Los

esfuerzos que causan las fracturas provienen de traba-

jos en frío, soldadura, o son producto de la operación

de la estructura.

• Corrosión por corrientes vagabundas. Las corrientes

vagabundas o parásitas son corrientes eléctricas que

abandonan el conductor (cables e instalaciones eléc-

tricas en mal estado) por el que se tenía previsto que

circularan y fluyeran; sin embargo, toman otro sendero

(terreno, agua, construcción) ya sea total o parcialmen-

te. Una vez que se ha producido la fuga, la corriente

tiende a retornar a la fuente de partida por el camino

que le ofrezca menor resistencia, que suelen ser las

estructuras metálicas. Los problemas de corrosión se

producirán en aquellos puntos en que la corriente eléc-

trica abandona la estructura para regresar a la fuente

de partida. Allí la superficie del metal se polarizará,

generando zonas anódicas y catódicas (Ávila y Genescá

2003:114-115).

El daño causado por este tipo de corrosión dependerá

mucho de la relación entre la cantidad de superficie de

la zona anódica y de la catódica. Una relación muy alta

que haga que el área anódica sea muy pequeña acelera-

rá mucho el proceso de corrosión.

• Regent Street disease. Hoy en día los edificios de con-

creto armado son los más comunes en todo el mundo. El

que la estructura metálica estuviera embebida en con-

creto parecía una buena idea. Sobretodo por la combina-

ción de resistencia a la compresión y a la tensión, pero

también porque el pH del mortero recién hecho provee

al metal de un medio en el que se encuentra protegido

frente a la corrosión (pH=12.5), es decir pasivo. Desa-

fortunadamente, esta condición no prevalece debido a

la entrada de humedad y de oxígeno o la presencia de

lluvia ácida, entre otros factores, por lo que el concreto

modifica su pH acidificándose y causando la corrosión

del metal (Scott y Eggert 2009:121-122). El tipo de daños

relacionados con la corrosión, expansión volumétrica y

fractura de los morteros y recubrimientos de materiales

porosos de construcción recibió el nombre de Regent

60

Street Disease (“síndrome de la calle Regent”) (Scott y

Eggert 2009:150 Wallis y Busell 2008:138) debido a que

uno de los primeros lugares donde se identificaron esos

daños fue en la calle Regent, en Londres, aunque no fue

exclusivo; en Manchester, por ejemplo, se conoce como

“síndrome de Deansgate”. No es raro que fuera el Reino

Unido el primero en tipificar estos daños al haber sido

también uno de los primeros que empleó la técnica de

construcción con concreto armado, al ser un lugar famo-

so por sus abundantes precipitaciones fluviales y alta

contaminación durante el siglo XX.

Causas de deterioro de los concretosEn el deterioro del metal embebido en concreto armado hay

varios puntos que considerar, incluyendo las causas intrínse-

cas a la formulación de los materiales, las técnicas y calidad

de la factura y los factores externos, como la agresividad del

medio ambiente, pH, presencia de oxígeno, etcétera. En este

texto seguimos la clasificación de causas de deterioro hecha

por el Laboratorio de Investigación de Monumentos Históricos,

de Francia (lrmh): carbonatación, daño por cloruros, daño por

sulfatos, ciclos de congelación-descongelación y reacciones

de álcali (lrmh)5. Para el caso mexicano descartamos los ci-

clos de congelación-descongelación y por experiencia en mo-

numentos de concreto armado hemos decidido agregar otro

factor: la presencia de material orgánico en descomposición.

Hacemos una breve descripción de estas alteraciones,

sin embargo en el texto del Dr. Tezozomoc Pérez se abordan

con mayor profundidad.

• Carbonatación. La carbonatación es un proceso natural

que afecta a todos los concretos. Los morteros antiguos

consistían principalmente de portlandita (Ca(oh)2), que

se transforma progresivamente en calcita por efecto de

la humedad y el dióxido de carbono (Bussell, 2008: 98).

Con esta transformación hay una disminución en el pH

desde aproximadamente 13 hasta alrededor de 8. En el

pH de 13 el acero forma una capa de óxido pasiva y esta-

5 Considerando las condiciones de México, los ciclos de congelación resultan poco relevantes y sólo mencionaremos los cuatro restantes.

61

ble, mientras que en condiciones más ácidas esta película

protectora se disuelve y causa que el metal se corroa.

Ésta es una de las principales causas del desarrollo de la

corrosión de las estructuras metálicas.

• Cloruros. Los cloruros son graves agentes de deterioro

para los metales ferrosos. En presencia de agua llevan

al desarrollo de solución de ácido clorhídrico y, obvia-

mente, a la rápida acidificación del concreto. Algunas

de las fuentes de cloruros pueden ser el uso de agua de

mar en la preparación de los morteros, o a la cercanía

de ambientes ricos en estos iones –p. e. edificios en las

zonas costeras– (Gónzales 1984:185).

• Sulfatos. Puede haber sulfatos en las estructuras de

concreto, ya sea porque entre los materiales de cons-

trucción se incluyó yeso, o bien, porque en medios

urbanos los gases producto de la combustión de com-

bustibles fósiles depositan iones sulfato que penetran

en los morteros. Éstos reaccionan con compuestos del

concreto, incluyendo aluminatos, para producir etringita

secundaria, misma que aumenta de volumen, causando

agrietamiento del concreto (Romero 2012).

• Reacción del álcali. Con este término se incluyen todas

las reacciones que suceden entre los álcalis solubles

en los morteros. Hay tres tipos de reacción alcalina:

álcali-carbonato, álcali-sílice y álcali-silicato. Cuando la

humedad relativa supera el 80% y hay gran cantidad de

estos compuestos, se producen agrietamientos y exfo-

liación en los morteros que exponen a los metales de la

estructura (Neff et al, 2007:31).

• Material orgánico acumulado. Señalamos este punto de-

bido a una experiencia en el Monumento a la Revolución

en la Ciudad de México, en el cual algunas partes ha-

bían sido ocupadas por un enorme número de palomas

que habían causado la acumulación de una gran canti-

dad de guano, plumas y cuerpos en descomposición de

estos animales. El concreto y las varillas eran las zonas

evidentemente más afectadas (Figura 6).

Comentarios finalesComo se señaló al inicio, este texto busca introducir a la

temática del hierro y sus aleaciones en los sistemas cons-

tructivos. El tratamiento aparentemente superficial de la

62

información obedece a que los diferentes profesionales que

pueden involucrarse en su conservación cuentan con cono-

cimientos y lenguajes muy heterogéneos, y el objetivo fue

sentar una base mínima de conocimiento para que puedan

dirigirse a otras fuentes que cuenten con información más

profunda y especializada; por ejemplo, sobre los diversos

tipos de aceros empleados en la construcción, las técnicas

de unión, los mecanismos de corrosión o la reacción ante la

carbonatación de los concretos, según lo requiera el caso.

El conocimiento del conjunto de las características de los

materiales, las técnicas de factura, las obras formadas y la

identificación de las alteraciones es imprescindible pero no

es tarea sencilla, e invariablemente requiere de comprome-

tido trabajo interdisciplinario.

Figura 6. Materia orgánica acumulada sobre una de las secciones de la estruc-tura del domo del Monumento a la Revolución, previo a la intervención, 2007. Fotografía. J. Contreras.

63

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65

Jannen Contreras VargasLicenciada en Restauración de Bienes Muebles (encrym-inah, México);

Maestra en Ciencias, Conservación Forense (Universidad de Lincoln,

Reino Unido). Acreedora al Premio Nacional inah Paul Coremans en

dos ocasiones. Titular del Área de Conservación de Patrimonio Cultural

Metálico y participante en asignaturas de ciencia aplicada a la restau-

ración del patrimonio cultural, en la encryym desde 2001. Su actividad

se centra en el estudio del patrimonio cultural metálico, sus meca-

nismos de alteración, posibilidades para su tratamiento y evaluación.

Participa en proyectos de investigación conacyt, papiit y promep-sep.

Gabriela Peñuelas GuerreroMaestra en Comunicación y Estudios de Cultura (Iconos Instituto de In-

vestigación en Comunicación y Cultura). Licenciada en Restauración de

Bienes Muebles (encrym-inah). Profesor-investigador de la encrym,

miembro del Área de Conservación de Patrimonio Cultural Metálico y

asignaturas de teoría de la restauración. Participa en distintos pro-

yectos de investigación para conacyt y promep-sep como parte del

cuerpo académico encrm-ca-04. Ha participado en distintos foros na-

cionales e internacionales sobre conservación de patrimonio metálico,

Arqueometría y Restauración.

Ilse Marcela López ArriagaEgresada de la Licenciatura en Restauración de la encrym-inah. Se

ha desarrollado en el ámbito de manejo de colecciones, conservación

preventiva de museos y conservación de patrimonio metálico. Formó

parte del cencropam-inba en Servicios a museos. Profesor-investi-

gador de la encrym en el Área de Conservación de Patrimonio Cultu-

ral Metálico y asignaturas de manejo de colecciones y conservación

preventiva. Ha impartido ponencias en distintos foros nacionales e

internacionales sobre conservación de patrimonio metálico.

Ángel Ernesto García AbajoQuímico metalúrgico licenciado en Ciencias Químicas (Facultad de

Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid), con la

especialidad de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Se

ha desarrollado en diferentes ámbitos de la industria metalúrgica. En

la investigación ha desarrollado trabajos en áreas de arqueometalúr-

gia y corrosión, en la Universidad Complutense de Madrid. Desde 2007

labora en la encrym-inah, donde también participa en diversos pro-

yectos de investigación sobre de técnicas de manufactura y procesos

de alteración del patrimonio cultural.

66

Martha Elena Ortíz Sánchez

IntroducciónEl ladrillo es uno de los materiales mayormente utilizados

en la construcción alrededor del mundo, desde tiempos an-

tiguos, y cuya vigencia aún no ha caducado. Su versatilidad

ha sido probada a lo largo de los años en distintos elemen-

tos arquitectónicos, mostrando su resistencia mecánica

como material para mampostería, sus cualidades estéticas

como material decorativo, y su nobleza como material tér-

mico e impermeable.

La industria del ladrillo continua en evolución, probable-

mente por esta cotidiana y actual presencia en la construc-

ción, el ladrillo no ha tomado protagonismo como fábrica

histórica en nuestro país. Esto deriva también en que en el

campo de la conservación y restauración, el tema no mues-

tre una profusa y actualizada investigación y experimenta-

ción en cuanto a sus alteraciones y tratamientos.

Historiográficamente, encontramos distintos documen-

tos de albañilería y construcción en México y España1 que

datan de los siglos xix y principios del xx, que nos mues-

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

LADRILLO EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS.CARACTERIZACIÓNY ALTERACIONES

67

tran al ladrillo como un componente esencial en las cons-

trucciones de dichos periodos. Ahí también han quedado

incluidos métodos y prevenciones que se debían tomar

en cuenta al momento de construir con ladrillo para una

mayor estabilidad y durabilidad del material, los cuales

continúan siendo vigentes.

En las siguientes páginas se ha realizado una compila-

ción de información que nos ayude a formar un discurso

y una mayor conciencia sobre el ladrillo como material de

construcción en inmuebles de carácter histórico-patrimo-

nial y su permanencia hasta hoy. Es un discurso que en su

brevedad procura ser una base para profundizar y actuali-

zar la temática de tan familiar pero subvalorado y olvidado

material: el ladrillo

Antecedentes de la fábricaDesde tiempos muy tempranos, el hombre ha interactuado

con el barro, dándole distintos usos al manipularlo según

la experiencia empírica que había logrado por medio de la

observación de objetos de barro húmedo que se contraen y

endurecen al secarse por la acción del calor.

La invención del ladrillo cocido data aproximadamente

del año 3500 a.C., permitiendo la construcción de estruc-

turas permanentes debido a que el proceso de cocción le

dio al ladrillo la resistencia de la piedra, pero con la ventaja

añadida de que se le podía dar forma con más facilidad y

ofrecía la posibilidad de realizar infinitas reproducciones de

diseños ornamentales (Campbell y Pryce, 2004: 13-14).

En cuanto a antecedentes en nuestro país, la arquitectura

de la Nueva España no incluyó elementos cerámicos como

ladrillos y tejas sino hasta ca. 1580, cuando se generalizó el

uso de la arcilla. Esta tardía introducción de la industria de

barro cocido se debió a que se tenía mayor conocimiento en

la construcción con adobe, además de que era “más econó-

mica y tradicionalmente indígena” (Kubler, 1983: 171).

Existieron sistemas constructivos acostumbrados por los

indígenas del Altiplano en tiempos tempranos que consis-

tían en techar las construcciones con una capa gruesa de

1 Los métodos constructivos españoles fueron introducidos en la Nueva España durante todo el siglo XVIII, por lo que se consideran relevantes los textos posteriores por su influen-cia como referente histórico en nuestro país.

68

barro. Dicha técnica probó su bondad y se utilizó durante

toda la época colonial, aun en la capital.

Hacia mediados del siglo xvi, la idea preconcebida de los

materiales de barro, según Cervantes de Salazar, era como

fábricas “viles”, creyéndose que la piedra era el material

adecuado para marcos de puertas y ventanas, mientras que

los desagües de techos si eran fabricados de arcilla (Kubler,

1983: 171). Esta preconcepción cambió en los siglos poste-

riores, generalizándose el uso del ladrillo en pisos, dinte-

les, jambas y más tarde en muros y decoraciones.

A continuación, presentaremos los componentes del

ladrillo, su fabricación y sus usos hasta llegar a conocer los

deterioros que pueden presentar. El objetivo es que nues-

tra perspectiva sobre esta fábrica y su empleo en sistemas

constructivos cambie hacia una revalorización del ladrillo

que deje atrás lo “común” y reconozca la “versatilidad y

eficiencia” del mismo.

Componentes y fabricación del ladrilloLa base para la fabricación de cualquier material cerámi-

co es la preparación de la pasta, la cual tendrá distintos

componentes y en cantidades que diferirán según las

propiedades de la tierra del sitio y la época en que se haya

fabricado. En cualquier preparación de la pasta concurren

tres ingredientes principales:

a. Elementos plásticos. Constituidos por los materiales

que aportarán la maleabilidad a la pasta, y son la arcilla

y el caolín.

b. Elementos magros. Son aquellos que evitan una plas-

ticidad excesiva, aumentan la porosidad y facilitan el

secado, y pueden ser la sílice, la arena o las arcillas

silíceas.

c. Elementos fundentes. Que son los que determinarán

la temperatura de fusión al ser sometida la pasta a

cocción en hornos, como se verá más adelante. Como

ejemplos se encuentran los feldespatos, las micas, la

cal y los vidrios pulverizados.

Las proporciones y calidades de estos componentes de-

finen el producto cerámico final (Paredes Benítez, 2011:

406); en el caso del ladrillo, la base para su fabricación

69

cuatro átomos de oxígeno (O) en las esquinas formando un

tetraedro. El átomo de silicio queda saturado en sus cuatro

cargas, mientras que cada átomo de oxígeno permanece

con una carga negativa libre que permite enlazarse a otro

átomo con carga positiva (Domínguez y Schifter, 1992: 25-

28). Esta característica dota a los silicatos y, por ende a las

arcillas, de la capacidad de ser moldeable y plástica.

Los demás componentes minerales de las arcillas varían

en tipo y proporción dependiendo de la localidad de donde

provenga la tierra, lo que contribuye a ciertas característi-

cas variables del material cerámico tales como:

• Plasticidad: se refiere a lo moldeable de la arcilla al

adicionarle agua.

• Merma: es el encogimiento que sufre la pieza al secarse.

• Refractariedad: hace referencia al punto de fusión varia-

ble según cada arcilla.

• Porosidad: Dependerá del tipo de arcilla y de la consis-

tencia que adopta el cuerpo cerámico tras la cocción.

• Color: De acuerdo con el óxido de hierro o carbonato cálcico

presente en su composición (Paredes Benítez, 2011: 407).

son las arcillas, que son sedimentos minerales compuestos

principalmente de silicatos de aluminio hidratados pero

que también pueden incluir en una menor proporción óxido

de hierro, óxido de calcio y magnesia2.

Las arcillas tienen la propiedad de volverse plásticas al

entrar en contacto con el agua; tienen un alto coeficiente de

absorción, y bajo la acción del calor se deshidratan, aumen-

tando su dureza. En su estado natural, las arcillas son un

material granuloso que, al observarse bajo un microscopio

electrónico a una amplificación de 15,000 aumentos, cada

grano de arcilla tiene una apariencia de hojuela que se ase-

meja a una placa de barro en un suelo secado, contraído y

agrietado por el sol. Al amplificarlo a 200,00 aumentos, los

bordes de esta hojuela asemejan láminas apiladas (Domín-

guez y Schifter, 1992: 14-16), las cuales son la clave para

las propiedades antes mencionadas.

Los silicatos, como componente principal de las arcillas,

dan a su estructura molecular la capacidad de formar mayor

cantidad de enlaces con las moléculas de agua que pene-

tren entre sus láminas, gracias a la unidad básica de los

silicatos compuestos por un átomo central de silicio (Si) y

70

La fabricación del ladrillo, por el método tradicional se reali-

zaba a mano. Primero, la pasta de arcilla, bastante húmeda,

se amasaba para expulsar el aire de su interior y se deposi-

taba en unos moldes de madera que se llamaban gradillas o

raseros, regados con arena o mojados para que la pasta no

se adhiriera a ellos. El tipo más común es el molde abierto,

que consiste en una simple caja sin tapa ni fondo (Figura 1).

Posteriormente, se rasaban con una regla y al retirarse

los moldes quedaban los paralelepípedos de pasta húmeda

al descubierto; a esta actividad se le conoce como modula-

ción, actualmente se realiza con máquinas llamadas galle-

teras o con prensas. Después, el ladrillo se debía secar lo

suficiente para evitar que se agrietara durante la cocción.

Los tabiques secan al sol, apilándolos en filas con pasillos

intermedios por donde circula el aire; así permanecían cer-

ca de un mes, periodo durante el cual tienden a encoger.

Después viene el proceso de cocción, que se realizaba en

hornos fijos o intermitentes, construidos con materiales

incombustibles (generalmente con ladrillos cocidos) y dise-

ñados para que se puedan cargar y descargar con facilidad,

además de que se puedan utilizar cientos de veces. Figura 1. Ladrillera tradicional en Ozumba, Edo. México. 2011. Fotografía: Martha E. Ortíz

71

Tradicionalmente –y aún en ladrilleras locales en nuestro

país–, los ladrillos se cuecen en hornos llamados hormigue-

ros, donde los ladrillos se colocan en hiladas y en filas para-

lelas separadas entre sí por un hueco igual al espesor de los

ladrillos, alternados con el combustible (carbón vegetal, turba

o hulla), formando un montón, o con frecuencia aprovechan-

do algún talud natural, y se recubre la parte exterior de la pila

con arcilla. A continuación se enciende por el fondo y se deja

que el fuego avance a través del “hormiguero”, aspirado tras

el aire encargado del enfriamiento. Una vez frío, se derriba el

conjunto. Las temperaturas de cocción variaban entre los 850

y 1,100 °C en los hornos rudimentarios que se usaban desde

Figura 2. Moldeado, modulación y secado de ladrillos hecho a mano.(Imágenes tomadas de: http://www.ladrillospuente.com/fabricacion/su_proceso.htm. )

finales del siglo xvi, contra los 1,500 °C que permiten los hor-

nos fijos que se utilizan en procesos industriales actuales.

Al cocerse el ladrillo se producen cambios en su estructu-

ra, siendo el primero y principal la liberación de agua y de co2

mientras se van formando silicatos y cuarzo (Prado Núñez,

2000: 95-97). En el momento que se enfría la arcilla fundida

es cuando se forman fases vítreas, que es lo que le da su

resistencia y su impermeabilidad. Por lo anterior, para saber

si los ladrillos se encuentran correctamente cocidos y por lo

tanto tienen buena resistencia para ser utilizado en la cons-

trucción, deben de ser ligeramente golpeados y deben de

acusar un sonido metálico (Madrigal y Vázquez, 2010: s/n).

72

c. De media cal o bajos: estos ladrillos no deben emplear-

se en albañilería. Se conocen por no producir el sonido

característico de los anteriores y a la vez quebrarse

fácilmente y tener en partes manchas amarillentas.

Como podemos observar, el proceso de fabricación de

los distintos materiales cerámicos coincide en la aplica-

ción de calor a altas temperaturas, por lo que a continua-

ción exploraremos algunos de los elementos o piezas

que han constituido sistemas constructivos en inmue-

bles históricos.

Productos cerámicos como material constructivoHasta el momento nos hemos referido al ladrillo como la

fábrica o material de construcciones de inmuebles más

básico, sin embargo al entrar a ámbitos más técnicos es

importante distinguir en México entre ladrillo y tabique.

El ladrillo es una pieza cerámica de forma ortoédrica3 que

se obtiene por moldeo, secado y cocción a altas tempera-

La colocación de los ladrillos dentro de cualquier método

de cocción afecta el color del producto, ya que unos ladri-

llos se oxidarán más que otros, además que el color tam-

bién lo determinarán los minerales que contenga la arcilla

utilizada. Los que contienen una gran cantidad de hierro,

por ejemplo, al oxidarse éste, presentan un color rojizo o

rosado, mientras los que poseen un alto contenido en cal

y carecen de hierro tienden a presentar un color amarillo o

crema. Sin embargo, el color exacto lo determina la posi-

ción del ladrillo en el horno y la cantidad de oxígeno que

entre durante el proceso de cocción.

Así, según la ubicación que tienen los ladrillos den-

tro del horno, tendremos:

a. Recocidos: son los ladrillos que se hallan más cerca de

las llamas y se emplean en mampostería de alta resis-

tencia, tales como arcos, bóvedas y pilares.

b. De Cal: aquellos ladrillos que se encuentran en el centro

del horno.

3 Paralelepípedo con ángulos rectos.

73

turas de una pasta arcillosa y tiene medidas de 13 x 26 x

15 cm. El tabique será el término a utilizar para la pieza de

arcilla cocida en forma de prisma, utilizada en albañilería,

con medidas de 7 x 14 x 28 cm.

En otros países y en México incluso hasta bien entrado

en siglo xx, cuando el ladrillo era la fábrica más utilizada

en la construcción, se le denominaba ladrillo a la pieza de

mamposteo, con medidas variables, mientras que tabique

era el término para hacer referencia a un muro construido

con estas piezas, ya que la palabra “tabique” proviene del

Figura 3. Esquema de elaboración propia. Michelle M. De Anda Rogel y Martha Elena Ortíz Sánchez. 2010.

árabe tax-bic, que significa “pared de ladrillos” (Bartuesto

y Balarga, 1889). Una vez establecida esta importante dife-

rencia, y para efectos de esta plática, seguiremos refirién-

donos al material como ladrillo.

El modo de disponer los ladrillos en el muro se denomina

aparejo, y por la gran diversidad existente es importante

conocer el nombre de sus caras (Figura 3):

Existe una gran diversidad de aparejos: inglés, a pande-

rete, palomero, a sogas o a tizones, y la elección de uno u

otro se hace en función de las necesidades de cada cons-

trucción. Así también cabe mencionar que los ladrillos no

se utilizan sólo para la construcción de muros, sino que los

encontramos en dinteles, jambas, arcos, botaguas, corni-

sas, entre otros.

Pero la cerámica se ha utilizado también para crear otros

productos constructivos como las baldosas, que se utilizan

para revestir suelos y paredes y que normalmente tiene un

fino acabado esmaltado, y como las tejas cerámicas, que

son elementos de cobertura para los techos en pendiente y

representan uno de los primeros usos de la cerámica cocida

en la construcción (Paredes Benítez, 2011: 407). El proceso

74

de cocción de las arcillas es precisamente lo que aumenta

su resistencia e impermeabilidad, con lo que se consigue

un producto muy apropiado para canalizar el agua de la

lluvia de los tejados y proteger las cubiertas.

Existen diversos tipos de tejas y destacan también por

su durabilidad, capacidad de aislamiento térmico al aire y

al vapor, por su bajo costo y por el escaso mantenimiento.

Presentan gran resistencia a las heladas, diversos fenóme-

nos atmosféricos y al fuego. La forma de las tejas es va-

riable: pueden ser regulares o irregulares, planas, curvas,

lisas o con acanaladuras y salientes.

Alteraciones del ladrillo y elementos cerámicosAl tratar con problemas de mampostería de ladrillo, la aplica-

ción de soluciones tipo “parche” a la evidencia más visible

de un problema no es una cura segura. Es necesario antes

que nada identificar su naturaleza y extensión, para poste-

riormente evaluar la causa subyacente de cada problema.

Sólo después se podrá decidir el tratamiento a emplear para

contrarrestar el proceso de deterioro y no solamente tratar

los síntomas (London, 1988: 74-75). Un diagnóstico impreciso

puede llevar a realizar acciones inefectivas o incluso dañinas.

Es primordial conocer el comportamiento tanto del ma-

terial histórico como el de reposición antes de la interven-

ción, con el fin de propiciar una intervención que no ocasio-

ne esfuerzos diferenciales por cambio en el material, o bien

que afecte los valores estéticos del inmueble.

Algunas de las pruebas que deben aplicarse a ambos

materiales, es decir, tanto al material original como el de

reposición son:

Mineralogía y composición química.

Físicas:

• Color. Por medio de las tablas de Munsell o de espec-

trocolorímetros.

• Densidad aparente y real. En tabiques de edificios

históricos la aparente está entre 1,300 y 2,000 kg/m3,

y la real entre 2,450 y 2850 kg/cm3.

• Porosidad. Tiene porosidad elevada entre 20 y 40%

en edificios históricos, por su fabricación y sus cons-

tituyentes.

75

Ahora bien, existen muchas formas en que se pueden agru-

par y clasificar las alteraciones que podemos encontrar en las

construcciones de ladrillo, pero para fines de este documento

se ha decidido agruparlas según los factores que las produ-

cen, de tal forma que tenemos cinco categorías principales:

1.Deterioros de fábrica: son aquellos donde en caso de

haber utilizado materia prima con propiedades inade-

cuadas o defectuosas, se verá reflejado en el ladrillo. El

ejemplo más común es la aparición de concentraciones

de óxido de cal o conocido comúnmente como caliche

y que se produce cuando el ladrillo tiene una deficiente

preparación y moldeo (Prado Núñez, 2000: 98).

Así, también encontramos los defectos por cocción que

pueden originarse si el horno no alcanza la tempera-

tura necesaria o por estar menos tiempo del requerido

para su cocción; en estos casos no se forman las fases

vítreas y no se alcanzan las resistencias mecánicas ade-

cuadas (Torres Montes, 2013: s/n).

2. Deterioros por la calidad del mortero: es de gran importan-

cia estar conscientes de su existencia, ya que los ladrillos

Hídricas:

• Absorción. Siendo el coeficiente promedio alrededor

de 20%.

• Desorción. Es muy variable, ya que depende de la

temperatura y otros factores que estimulen o inhiban

la evaporación.

Higroscopicidad:

• Absorción capilar. Cuanto más baja sea la poro-

sidad, también es más baja la absorción capilar y

viceversa.

Mecánicas:

• Dureza. Se practican pruebas por la tabla de Mohs,

por rayado, por abrasión o por penetración.

• Resistencia a la compresión. Esta cualidad la dan

las propiedades de la arcilla, así como el método de

fabricación y su cocción. En los edificios históricos la

resistencia a la compresión generalmente es mayor a

20 kg/cm2, llegando algunos hasta 90 kg/cm2 (Prado

Núñez, 2000: 97-98).

76

no constituyen un sistema constructivo por sí mismo, sino

que con el mortero que une una pieza con otra es posible

conformar muros, dinteles, columnas, etcétera.

Para que un elemento de mampostería de ladrillo funcione

monolíticamente sería ideal que tanto el mortero como la

fábrica cumpliesen las mismas características mecánicas.

Como no es así, cuando el mortero posee un alto contenido

de cemento o cuando tiene un exceso de agua, el mortero

se retrae durante el fraguado y surgen movimientos dife-

renciales entre los ladrillos y el mortero causados por una

diferencia en la respuesta térmica, lo que origina fisuras en

los ladrillos (Madrigal y Vázquez, 2010: s/n).

Este hecho es muy común en procesos de intervención

donde por ejemplo, se repone el mortero disgregado

por un mortero de cemento, o bien, de características

diferentes al original.

3.Deterioros provocados por la acción del agua: por la

porosidad y el alto coeficiente de absorción que tiene

el ladrillo, los daños ocasionados por el agua son más

severos que en otros materiales.

La lluvia ácida es un agente de deterioro sumamente Figura 4. Disgregación progresiva del ladrillo y su mortero por acción del agua que asciende por capilaridad.

77

agresivo para los elementos de tabique, ya que ataca

principalmente la cal de los morteros que componen las

juntas; al mismo tiempo, por su contenido de ácido sul-

fúrico, ataca a los silicatos alcalinos que forman parte

de la composición del tabique (Prado Núñez, 2000: 99),

manifestándose como disgregación del mismo material.

El agua del subsuelo también puede convertirse en un

agente de deterioro al ascender a través de pequeños

poros y capilares muy finos dentro del ladrillo, siendo

un fenómeno que se produce en cualquier dirección, y

por la naturaleza porosa de los materiales. El agua pue-

de subir por un muro, por capilaridad, entre 1.5 y 2 m,

donde logra equilibrarse el ascenso del agua por la eva-

poración de la misma (Warren y Essex Country Council,

1999: 152-153). Por ello, el tratamiento a aplicar siempre

se efectúa por debajo de esta cota (Figura 4 y 5).

Hay que recordar que, a mayor espesor del muro, tendre-

mos una mayor altura presentando humedad porque se

requiere una mayor superficie para evaporar, originán-

dose en estos casos las eflorescencias, que son depó-

sitos de sales minerales solubles que aparecen sobre la

Figura 5. Aparición de microorganismos principalmente en las juntas del siste-ma constructivo. Se puede observar la pérdida de los bordes de las piezas de ladrillo. Fotografías: Martha Ortíz, Coyoacán, 2013.

78

superficie. Estas sales son transportadas por el agua a

través de los poros del material, cristalizando en los mis-

mos al evaporarse el agua. Las llamamos eflorescencias

cuando son externas, y sub-eflorescencias cuando son

internas (Madrigal y Vázquez, 2010: s/n). Dicha cristali-

zación al interior del ladrillo puede producir micro-fisu-

ras que debilitan la estructura y resistencia del mismo.

El origen de las sales puede ser el barro mismo o el

combustible usado durante la cocción, pero frecuente-

mente estas sales entran a los ladrillos desde el exte-

rior: agua del suelo, contaminación atmosférica, incluso

de las juntas de mortero.

4.Deterioros por acciones mecánicas: existen fuerzas ejer-

cidas por distintos agentes sobre los elementos de ladri-

llo, lo que ocasionará deformaciones tanto en el ele-

mento como en la pieza misma. Los más comunes y que

siguen la lógica de la física son las grietas productos de

cargas externas o de la misma estructura; sin embargo

nos centraremos en aquellas acciones mecánicas que

toman lugar en las construcciones de mampostería de

ladrillo que contienen algún elemento metálico.

Figura 6. Viga corroída que ha causado un impacto en la mampostería produ-ciendo grietas horizontales y perdiendo la junta. Fotografía tomada de: http://www.isotec.de/uploads/pics/korrodierter_Stahltraeger_03.JPG.

79

En ocasiones encontraremos fábricas intercaladas con

armaduras de acero de refuerzo en el muro o bien se

cuenta con una estructura metálica, incluso una pieza re-

sultado de una intervención previa; y si éstas no tienen el

recubrimiento mínimo de enfoscado (capa de mortero con

que se reviste un muro) para garantizar su impermeabili-

dad, o bien el agua ha logrado penetrar en la fábrica, el

contacto de los elementos metálicos con el agua, ácidos,

sulfatos o cloruros origina su oxidación (Figura 6).

Esto puede manifestarse como manchas de óxido

propias de la corrosión de estos elementos en la capa

de recubrimiento exterior, pero al presentarse el fenó-

meno de corrosión existirá un aumento de volumen, ya

que el óxido tiene un volumen ocho veces mayor que

el metal que lo forma, lo que ocasiona tensiones inter-

nas y la rotura del material que se presenta con fisuras

horizontales donde se encuentra oculta la estructura o

el elemento metálico (Warren y Essex Country Council,

1999: 127-128). Este fenómeno es más acentuado en los

metales férricos que se deben proteger siempre contra

la corrosión.

5 Biodeterioros: como su nombre lo indica, se refiere

al surgimiento de flora o fauna que resulta nociva a

la fábrica en distintos aspectos. Cuando la humedad

penetra en el material, se crea un ambiente propicio

para el desarrollo de la vegetación parásita como algas,

líquenes, musgos y hongos que se forman con mayor

facilidad en las juntas por ser un sustrato más poroso

(Warren y Essex Country Council 1999: 170-171), pero

hay casos muy comunes en que se desarrollan en la

superficie del ladrillo. La vegetación superior causa

graves daños en las juntas, ya que al penetrar las raíces

resquebrajan los aparejos, causando serias grietas y

fisuras (Prado Núñez 2000: 99).

Es evidente que, como toda fábrica, el ladrillo cuen-

ta con características muy particulares que lo hacen

vulnerable a ciertos agentes de deterioros, y es de suma

importancia comprender que se trata de un material im-

permeable por el proceso de cocción al que es sometido

durante su fabricación, pero poroso en su estructura

interna. Es por esto que la compaginación del ladrillo

con su mortero es uno de los puntos más importantes

80

a observar, evaluar y conservar, ya que la unión entre

uno y otro es su protección y al mismo tiempo su punto

vulnerable. Si el agua –en cualquiera de las formas que

ya se mencionaron– alcanza el interior de los ladrillos y

alcanza a entrar en contacto con la estructura metálica

que en ocasiones los acompaña, las alteraciones que

presentará el sistema constructivo de mampostería

serán mayores.

Comentarios finalesEs de opinión general que no existe producto o método

ideal de tratamiento, ya sea limpieza, protección o consoli-

dación, que pueda dar en cada caso las garantías necesa-

rias de eficacia (Laurenzi Tabasso, 1989: 9). Por tal motivo

se hace necesaria la disposición de criterios objetivos para

elegir los materiales y los métodos de aplicación más ade-

cuados a cada caso específico.

Evidentemente, experiencias precedentes efectuadas en

casos similares pueden ser de gran ayuda en tal elección y

son tanto más preciosas cuanto más probadas por el tiem-

po. Para una valoración preventiva de los productos y méto-

dos a emplear no nos queda más que efectuar controles de

laboratorio, de manera que midan las variaciones inducidas

por el tratamiento sobre algunas propiedades del material

pétreo, significativas para su resistencia a la alteración.

Para finalizar, considero debemos ser más conscientes en

la documentación y actualización de las técnicas de conser-

vación y restauración de este material tan vigente y cotidia-

no, pues en la medida que compartamos las experiencias

en el campo, mayor beneficiado será nuestro patrimonio.

81

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Construcción”. Tomo 1. Editorial Herrero S.A. México, D.F.

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— Prado Nuñez, Ricardo. (2000). Procedimientos de Restauración y

Materiales. Protección y Conservación de edificios artísticos e histó-

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82

Martha Elena Ortíz SánchezArquitecta egresada de la Universidad Iberoamericana, con Maes-

tría en Conservación y Restauración de Bienes Culturales Inmuebles

por parte de la encrym. Actualmente profesora en la Universidad

Iberoamericana, se dedica al desarrollo de proyectos de diseño y

construcción, así como levantamientos y diagnósticos de inmuebles.

Ha colaborado con distintos despachos de arquitectura y urbanismo,

tratando temas relacionados con la conservación del patrimonio y el

crecimiento urbano sustentable.

83

IntroducciónEl uso de los materiales ha marcado etapas importantes en la

historia de la humanidad, puesto que han sido usados para

la fabricación de herramientas, armas y vivienda. Se mencio-

nan las eras de piedra, acero y bronce, entre otras, que refle-

jan el desarrollo de los grupos humanos desde la antigüedad

y la hegemonía de aquellos que establecieron sus condicio-

nes basados en el conocimiento de los materiales.

Al paso del tiempo, las civilizaciones han dejado testi-

monio de su presencia por medio de la pintura, escultura,

escritura, arquitectura, etcétera. En la historia se registran

los adelantos logrados por diferentes culturas que dan fe

de su organización social y formas de vida, que les han

proporcionado identidad. Este legado es considerado en la

actualidad como patrimonio histórico, símbolo de la creati-

vidad en diferentes etapas del desarrollo del hombre.

Los metales han sido utilizados por la industria de la

construcción para herrajes, protección y soporte mecánico,

y al estar expuestos al medio ambiente inevitablemente


isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

CONCRETO ARMADO. CARACTERIZACIÓN Y ALTERACIONES

84

son susceptibles al proceso de corrosión que merma sus

propiedades mecánicas y los consume en su totalidad si no

se toman medidas de protección. Por esta razón, se realiza

investigación tendiente a la comprensión del fenómeno de

corrosión en metales empleados en la construcción, con

miras a conocer sus causas y establecer las condiciones

necesarias para prolongar su vida útil.

Este documento presenta de manera general algunas

características del concreto reforzado y el daño sufrido por

la exposición al medio ambiente.

Concreto reforzadoComponentes

El concreto, llamado también hormigón, es una mezcla de

dos componentes: pasta (compuestos finos) y agregados

(compuestos gruesos). La pasta de concreto se compone de

cemento, agua, aditivos y aire que se retiene al mezclar los

componentes, o es incluido intencionalmente.

a. Cemento. Puede ser descrito como un material con

propiedades adhesivas y cohesivas, las cuales le dan la

capacidad de aglutinar fragmentos minerales para cons-

tituir un conjunto compacto (Hernández et al 2001: 15).

Los materiales empleados en la fabricación de cemento

Portland consisten principalmente de cal, sílice, alúmi-

na y óxido de hierro. Se dice que la química del cemen-

to es la química de los silicatos y aluminatos cálcicos

anhidros e hidratados, que a menudo se expresan como

COMPUESTO COMPOSICIÓN DEL ÓXIDO NOMENCLATURA SIMPLIFICADA

PORCENTAJE APROXIMADO

Silicato tricálcico 3CaOSiO2 C3S 60-65%

Silicato dicálcico 2CaOSiO2 C2S 10-20%

Aluminio Tricálcico 3CaOAl2O3 C3A <8%

Ferroaluminato tetracálcico 4CaOFe2O3Al2O3 C4AF 10-15% Figura 1. Componentes del cemento portland (Guzman 2001:35-37).

85

sumas de óxidos, pero dado que frecuentemente los

profesionales involucrados en su uso no tienen forma-

ción química, se ha desarrollado una nomenclatura

simplificada de los cuatro componentes principales del

cemento que ocupan más del 90% de la masa de ce-

mentos convencionales son (Guzman 2001:35)(Figura1).

Existen diferentes tipos de cemento Portland en el merca-

do, los cuales están clasificados de acuerdo a la norma C

150 de la astm (American Society for Testing and Materials),

como se muestra a continuación (Figura2):

b. Agregados. Estos elementos son de gran importancia

ya que su calidad se ve reflejada en la resistencia del

concreto; además, sus propiedades afectan de manera

importante tanto la durabilidad como el comportamien-

to estructural del producto final (Torres et al. 2010:5).

Originalmente se consideraban materiales inertes que

se utilizaban para disminuir costos, sin embargo, es

bien sabido que sus propiedades físicas, térmicas y

químicas influyen en el comportamiento del concreto

compuesto final y le proporcionan mayor estabilidad

volumétrica y durabilidad.

TIPO i Cemento de uso general.TIPO ii Genera menor calor de hidratación que el tipo I y es más resistivo al ataque por sulfatos. Se uti-

liza en grandes estructuras en las que el calor de hidratación puede provocar agrietamientos.

TIPO iii Cemento de alta resistencia a temprana edad y rápido fraguado. Es usado cuando se requiere alcanzar una elevada resistencia en pocos días.

TIPO iv Presenta un calor de hidratación más bajo que el tipo III, se utiliza en construcciones de concreto masivo.

TIPO v Cemento de alta resistencia a la acción de los sulfatos, se utiliza en estructuras que están en contacto con suelos de aguas freáticas de alto contenido de sulfatos y en hormigones con aguas negras domésticas concentradas. Figura 2. Tipos de cemento portland

(Hernández et al 2001:15).

86

(Del Valle et al. 2001:30). Es interesante mencionar que

el agua que no reaccionó tiene características alcalinas

debido a que en ella quedan disueltos los iones del

cemento como son Ca2+, HO-, Na+, K+ y SO42-.

d. Aditivos. De esta forma se les denomina a diversas

sustancias que se añaden para modificar las propieda-

des de fluidez, acelerar o retardar el fraguado, así como

para incrementar la resistencia a la corrosión del refuer-

zo de acero (Del Valle et al. 2001:30). Estos elementos

son adicionados en pequeñas cantidades y su uso es

particular de acuerdo con la propiedad que se requiera.

e. Acero de refuerzo. Como ya se ha mencionado en otros

textos, se trata de aleaciones hierro-carbono. En gran

cantidad de los usos a los que se destina, se le da un

acabado superficial en relieve llamado corrugado que le

proporciona mayor adherencia con la pasta de concreto.

A la rápida difusión del uso del concreto reforzado ha

contribuido en gran medida el complemento de propie-

dades de dos materiales: acero y concreto que en con-

junto, le dotan de gran resistencia a la tracción al pri-

mero y de buena resistencia a la compresión al segundo

La alternativa más frecuente en la elaboración de con-

creto de buena calidad es que los agregados puedan

clasificarse, cuando más, en dos rangos de tamaño:

el llamado agregado fino (arena), cuyo tamaño no es

mayor de 5 mm, y el agregado grueso (grava), que com-

prende material mayor a 5 mm.

c. Agua de amasado. Los cementos empleados en la

formación del concreto tienen la propiedad de fraguar

y endurecer gracias a que reaccionan químicamente

con el agua. La cantidad de agua necesaria para que se

lleve a cabo completamente esta reacción química es

alrededor de un 40% del peso del cemento. Un 23% de

esta agua se combina químicamente para dar productos

de hidratación y el resto se absorbe en la superficie de

un gel que se produce (Del Valle et al 2001:30).

La cantidad de agua añadida inicialmente a la mezcla de

cemento y agregados para obtener un concreto fresco

con adecuada trabajabilidad es siempre superior a la

cantidad de agua necesaria para la hidratación com-

pleta. Este exceso de agua es responsable del grado

de porosidad y permeabilidad del concreto endurecido

87

(Del Valle et al. 2001:27). La protección que le confiere

el concreto al acero de refuerzo es una acción de doble

naturaleza:

1. El elevado pH de la mezcla de un concreto ejecutado

correctamente (12.6 aproximadamente), mantiene a

las armaduras en estado pasivo.

2. El concreto resulta un impedimento físico a la pene-

tración por difusión de oxígeno, humedad, cloruros,

anhídrido carbónico y otras sustancias agresivas

hasta la superficie del acero (Del Valle et al. 2001:31).

Cuando estas condiciones no se satisfacen, el concreto se

hace más permeable a agentes agresivos que ocasionan su

rápido deterioro.

Estructura de la pasta del concreto hidratadoUna red de poros

La pasta de cemento fresco es una retícula plástica de par-

tículas de cemento en agua, pero una vez que la pasta ha

fraguado, su volumen permanece constante. En cualquier

etapa de hidratación la pasta endurecida consta de hidra-

tos de varios compuestos, denominados colectivamente

como gel de cristales de hidróxido de calcio (Ca(OH)2),

algunos componentes menores, cemento no hidratado

y residuos de los espacios rellenos de agua en la pasta

fresca. Estos huecos se denominan poros capilares, pero

dentro del gel también existen huecos intersticiales llama-Figura 3. Estructura porosa de cemento. Imagen modificada de Del Valle et al 2001:40

88

ausencia de capilares continuos se logra por una adecuada

combinación de la relación agua/cemento y a un periodo

suficientemente largo de curado por humedad.

Poros de gel

El gel es poroso, sus poros son espacios intersticiales

conectados entre sí. Estos poros miden aproximadamente

entre 15 y 20 A° (Amstrong) y ocupan alrededor de un 28%

del volumen total del gel. Estos son independientes de la

relación agua/cemento y del avance de hidratación (Del

Valle et al 2010:35). Es por esto que al aumentar el volumen

total del gel con el avance de la hidratación, el volumen

total de los poros del gel también se incrementa.

También se presentan en el concreto poros que son pro-

ducidos durante su elaboración; éstos son de mayor tama-

ño y se deben al aire atrapado y a una mala compactación

durante la colocación del concreto fresco. Es factible a la

vez que la contracción del concreto genere grietas, siendo

otra discontinuidad que puede afectar las propiedades de

una estructura. Una representación de los poros que se

pueden hallar presentes es ilustrada en la Figura 4.

dos poros de gel. Por lo tanto, en una pasta deshidratada

hay dos clases de poros: capilares y de gel (Del Valle et al.

2001:34) (Figura 3).

Poros capilares

Los poros capilares representan la parte de volumen bruto

que no ha sido llenado por los productos de hidratación. El

volumen del sistema capilar se reduce a medida que avanza

la hidratación, por lo tanto, la porosidad capilar de la pasta

depende tanto de la relación agua/cemento de la mezcla

como del grado de hidratación (Del valle, et al., 2001:34).

La forma de los poros es variable, pero constituyen un

sistema interconectado de manera aleatoria a través de la

pasta. Estos poros miden aproximadamente 1.3 μm (mi-

cras). El hecho de que estén interconectados constituye la

causa principal de la permeabilidad de la pasta de cemento

endurecido. Sin embargo, la hidratación aumenta el con-

tenido sólido de la pasta, y en pastas reposadas y densas

los capilares pueden bloquearse y segmentarse de modo

que se transforman en poros capilares interconectados

solamente por los poros de gel (Del Valle et al, 2001:34). La

89

Corrosión del acero de refuerzo embebido en concretoPrincipales causas

Se han mencionado las causas de que el concreto muestre

cierta permeabilidad a líquidos y gases, también que exis-

ten sustancias agresivas que penetran hasta la superficie

del metal provocando la corrosión del acero. Son esencial-

mente dos las causas que pueden dar lugar al rompimien-

to de la capa de óxido que protege al acero y propiciar el

desarrollo del proceso de corrosión:

— la disminución de la alcalinidad del concreto por reacción

de sustancias agresivas como el CO2 (carbonatación), y

— la presencia de una cantidad suficiente de cloruros, ya

sea que penetren desde el exterior o que estén presen-

tes como contaminantes en los componentes de fabrica-

ción del concreto.

Carbonatación

La alcalinidad del concreto cambia por el ingreso de sus-

tancias ácidas del ambiente, principalmente CO2 y SO3, Figura 4. Tipos de poros en el concreto. Imagen modificada de Del Valle et al 2001:40.

Se aprecia que los poros de mayor tamaño son los que

influyen en la durabilidad del concreto, porque a su través

acceden agentes agresivos que pueden iniciar un ataque al

elemento metálico embebido y causar corrosión (Del Valle

et al 2001: 31).

90

presentes en el aire y que se combinan con el agua de lluvia

y la humedad ambiental. El término carbonatación proviene

precisamente de que el CO2 en el aire sustituye a los álcalis

del concreto y forma los correspondientes carbonatos (Del

Valle et al 2001:38).

De acuerdo con Kobayashi y Uno (1989:821-826), inicial-

mente el CO2 no es capaz de penetrar profundamente en

el concreto, debido a que es enlazado dentro de la capa

superficial por la reacción siguiente:

H2O

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

Esto da como resultado que la alcalinidad inicial pH ≈ 12 a

13 cambie hasta pH < 9.

Sin embargo, como la porción de mezcla externa del con-

creto se carbonata, el CO2 ingresa al interior de la pasta de

concreto y cuando el pH alrededor del acero de refuerzo lle-

ga a valores cercanos a 9, la capa de óxido protector pierde

esa propiedad, dejando al acero expuesto a la corrosión; la

profundidad que alcanza el CO2 y por lo tanto en la que se

modifica el pH, generalmente es llamada “espesor o frente

de carbonatación”, en la práctica es muy útil conocer a qué

velocidad progresa (Del Valle at al 2001:39).

La penetración del CO2 y la velocidad de carbonatación

son determinadas por la composición y cantidad del ce-

mento, compactación, condiciones de curado, la estruc-

tura de los poros del concreto y condiciones ambientales

de exposición, que a su vez determinan qué tan llenos de

agua o secos se encontrarán los poros. Existe una gran

diferencia entre la velocidad de difusión del CO2 en el

aire y en el agua, siendo en esta última aproximadamen-

te 104 veces menor que en aire. De esta forma cuando el

poro está seco, como se muestra en la figura 5a, el CO2

se difunde fácilmente, pero la carbonatación no ocurre

debido a la falta de agua. En contraste, si los poros están

llenos de agua (Figura 5b) apenas hay carbonatación por-

que hay muy poca difusión del CO2 en el agua. Finalmen-

te, si los poros están parcialmente llenos de agua (Figura

5c), la carbonatación puede proceder hasta un espesor

donde los poros del concreto se encuentren secos (Del

Valle et al 2001:39-40).

91

Ataque por cloruros

La presencia de iones cloruro causa daños al acero de

refuerzo. Si son incluidos en el concreto, provocarán la

disolución del acero, si entran desde el exterior, pene-

trarán a través del concreto hasta el acero iniciando el

proceso de corrosión. Estos iones provienen primaria-

mente de ambientes marinos y/o de sales deshielantes

en regiones donde se usan para evitar la formación de

hielo sobre las carreteras. Los cloruros pueden ser intro-

ducidos en pequeñas cantidades en la mezcla del con-

creto, ya sea en los aditivos, en el agua de mezclado o

en los agregados.

Modelo de vida útil de las estructuras de concreto

Cuando los agentes agresivos no están presentes desde

la elaboración del concreto, penetran desde el exterior

hasta llegar a la superficie del metal, provocando el de-

sarrollo de la corrosión que, una vez iniciada, se mani-

festará bajo tres vertientes:

• sobre el acero, con una disminución de su capacidad

mecánica,

• sobre el concreto, debido a que las presiones que ejerce

el óxido al generarse lo fisura o lo desprende, y

• sobre la adherencia acero/concreto.

Figura 5. Llenado de los poros. a) Poro seco, b) Poro saturado de agua, c) Poro parcialmente lleno. Imágenes modificadas de Del Valle et al 2001:40.

3a 3b 3c

92

• Período de iniciación: tiempo que tarda el agente agre-

sivo en atravesar el recubrimiento, alcanzar el acero y

provocar el rompimiento de la capa de óxido protector

• Período de propagación: comprende la acumulación

progresiva del deterioro, hasta que alcanza un nivel

inaceptable (Figura 6).

Periodo de iniciación

Proceso por difusión. Durante la etapa de iniciación los

agentes agresivos penetran en el concreto por mecanis-

mos como migración, convección, capilaridad o, en el más

común de los casos, por difusión1, hasta alcanzar el nivel

del acero.

El estudio de los fenómenos de penetración de iones clo-

ruro en estructuras de concreto permite hacer predicciones

y ejercer acciones correctivas antes de que el daño se haya

propagado. Sin embargo, el ingreso de los iones en las

estructuras generalmente se da por un proceso largo, de

tal manera que para poder conocer los niveles de cloruros

Desde el punto de vista de la corrosión del acero en el

concreto, se ha definido un sencillo modelo que representa

el tiempo que una estructura de concreto permanece pro-

porcionando servicios para la cual ha sido diseñada (Tuutti,

1982). Este modelo se divide en dos períodos (Del Valle et

al 2001:37):

Figura 6. Tiempo de vida útil de una estructura. Imagen modificada de Del Valle et al 2001:40.

1 La difusión se define como el proceso por el cual la materia es transportada de una parte de un sistema a otra, debido a un gradiente de concentración.

93

que han penetrado en una estructura es necesario que esté

expuesta durante un periodo amplio. Un método que ha

reducido el tiempo para estimar perfiles de concentración

de cloruros a periodos prolongados es el empleo de ecua-

ciones diferenciales que aproximen las condiciones bajo las

cuales se presenta el fenómeno de difusión en el concreto.

Es importante recalcar que existen otros agentes agre-

sivos en el medio que favorecen el deterioro de las estruc-

turas (CO2, SO2), y que los deterioros no se pueden deber

solamente a la presencia de iones cloruro.

Periodo de propagación

Dado que la corrosión del acero en el concreto constituye

un proceso electroquímico con transferencia de carga (elec-

trones) de una especie a otra, para que esta se lleve a cabo

(en ausencia de una fuente electroquímica externa) deben

darse dos reacciones de media celda: una capaz de produ-

cir electrones (reacción anódica) y otra reacción capaz de

consumir electrones (reacción catódica), y las velocidades

de producción y consumo deben ser iguales para satisfacer

un balance de carga (Del Valle et al 2001:24).

Para el acero en el concreto armado, las reacciones anó-

dicas de interés son (Del Valle et al 2001:24):

3 Fe + 4H20 Fe3O4 + 8H+ + 8e- (1a)

2Fe + 3H2O Fe2O3 + 6H+ + 6e- (1b)

Fe + 2H2O HFeO2- + 3H+ + 2e- (1c)

Fe Fe2+ + 2e- (1d)

Las siguientes son las reacciones catódicas más comunes,

que dependen de la disponibilidad de oxígeno y el pH en en

la interfase del acero:

2H2O + O2 + 4e - 4OH- (2a)

2H+ + 2e- H2 (2b)

En un buen concreto en el que se alcanza un pH de alrede-

dor de 12.5, las reacciones (1a) y (1b) son las de mayor inte-

rés, posibilitando que los óxidos Fe3O4 y Fe2O3 formen una

capa protectora sobre la superficie, pero si el pH se hace

menos alcalino, por ejemplo por carbonatación, entonces

los productos formados no serán protectores. Alternativa-

94

nución en su velocidad debido a la formación de una capa

de óxidos pasivos de carácter protector, que es conocida

como pasividad o estado pasivo, y que se desarrolla en el

hierro y el acero cuando se encuentran en un medio alcali-

no como el concreto nuevo y en buen estado (Brusic 1981

en Moreno 2005: 9).

Como puede verse en el diagrama de Pourbaix para el

hierro, este material forma una capa pasiva en valores

de pH alcalinos (Figura 7) (Bockris, 1998). La pasividad

de metales o aleaciones termodinámicamente inestables

(activos) como el hierro y el acero radica en el hecho de que

la formación de la película protectora de óxidos conlleva

una disminución de la velocidad de corrosión, es decir,

de la disminución de la corriente de intercambio (icorr) y de

un cambio en el potencial de electrodo en sentido positi-

vo (Brusic 1981 en Moreno, 2005: 9). Esto sucede porque

la película pasiva de óxidos, sólidos cristalinos, con una

conductividad muy limitada (Bruzzoni y Garavaglia 1992),

constituye una barrera estable entre el metal y el electro-

lito, que desplaza las moléculas de agua adsorbidas en

la superficie metálica, lo que provoca un incremento en la

mente, la presencia de iones cloruro puede causar ataque

por picaduras (Del Valle et al 2001:25).

Para que la corrosión proceda, el circuito eléctrico entre las

áreas anódicas y catódicas del acero debe ser completado

con un flujo de iones y electrones (corriente de corrosión). La

magnitud de la corriente de corrosión es una medida indirecta

de la velocidad de corrosión del material. Como en un circuito

eléctrico, la corriente de corrosión puede ser limitada por la

resistencia, y en el caso que tratamos, la resistencia eléctrica

del concreto es central (Del Valle et al 2001:25) por ser una

de las variables que controlan la velocidad de corrosión del

acero cuando éste ya no presenta la capa de óxido protector.

Los parámetros que determinan si la corrosión es posi-

ble (termodinámica) son: el pH de la solución en el poro

del concreto y el potencial electroquímico existente en la

superficie del acero. Es posible estimar si las reacciones

(1a-1d) son termodinámicamente posibles a un pH y poten-

cial dados consultando diagramas de estabilidad termodi-

námica en la literatura especializada en el tema.

La corrosión del acero en concreto es un fenómeno

termodinámicamente inevitable, pero sí sufre una dismi-

95

Los abundantes iones (OH-) que logran esa alta alcalini-

dad al tener un alto índice de adsorción superficial modi-

fican el proceso de oxidación en los sitios anódicos, impi-

diendo la liberación de iones ferrosos (Fe2+) a la solución

por la formación de una capa de óxidos y oxihidróxidos,

es decir, el metal no se puede transformar en una especie

soluble, sino en un producto de corrosión sólido no soluble

y además de carácter protector (Moreno 2005:10).

Despasivación

Después del periodo de iniciación, durante la propagación

es necesario considerar la despasivación y las diferentes

posibilidades de corrosión.

El mantenimiento de la pasividad requiere que la superficie

del acero esté en altos niveles de alcalinidad y que no existan

iones agresivos. De lo contrario se provocará el rompimiento

de la pasividad y la propagación de la corrosión. Ambos efec-

tos serán más severos si la superficie del acero tuviera una

capa de herrumbre previa a su colocación en el concreto, ya

que ésta disminuye el contacto físico entre la superficie del

metal y la solución alcalina, disminuyendo así su posibilidad Figura 7. Diagrama de Pourbaix para el hierro. Imagen modificada de Del Valle et al 2001:40.

energía de activación para la hidratación y disolución de la

red metálica (Brusic 1981 en Moreno 2005: 9).

La formación de esta capa pasiva se produce debido al

pH alcalino entre 12 –13.5 de la solución que irriga la red de

poros del concreto.

96

de pasivarse (Del Valle et al 2001:26). La forma de corrosión

que inicie dependerá de las circunstancias específicas y po-

drá ser de dos tipos: por picadura o generalizada.

Corrosión generalizada

Cuando existe una concentración muy alta de cloruros en

el líquido de los poros, se puede producir un ataque por

picaduras tan extenso que éstas prácticamente aparezcan

juntas dando lugar a un proceso de corrosión más exten-

dido. Sin embargo, la corrosión generalizada se presenta

más fácilmente como resultado de una reducción del pH

del cemento que conduzca a una condición en donde no

sea posible mantener la capa pasiva. La propagación de

este tipo de condición, en la cual los ánodos y los cátodos

están muy cerca unos de otros, dependerá de la disponibi-

lidad de oxígeno para despolarizar la reacción catódica y de

suficiente conductividad para permitir el movimiento iónico

entre ánodos y cátodos. Bajo estas circunstancias el control

de la corrosión estará dado por la resistividad del concreto.

En concretos carbonatados, la resistividad estará determi-

nada por el grado de saturación de agua en los poros.

Mecanismo de corrosión por picaduras

La teoría electroquímica de la corrosión por picaduras aún

está sujeta a mucha investigación y discusión. Sin embar-

go, algunos principios del proceso están generalmente

aceptados y éstos se presentan a continuación.

La propagación de las picaduras requiere de una actividad

continua en sitios específicos manteniendo la relación Cl-/

HO- por encima del valor crítico de iniciación. Conforme las

picaduras crecen, el medio se acidifica más como resultado

de la hidrólisis de los productos de corrosión que liberan

iones hidrógeno. El potencial de esta región se vuelve más

negativo, por consiguiente los sitios adyacentes suscepti-

bles de picaduras pierden esa susceptibilidad al volverse

más nobles. Esto produce que la cantidad de iones HO- se

incremente, con la consecuencia de las reacciones que

elevan el pH de las zonas catódicas. Esto lleva a pensar que

el proceso por picaduras es autocatalítico, ya que disminuye

el pH de los sitios en que tiene lugar e incrementa el de las

áreas adyacentes, reduciendo así el ataque en estas últimas.

Para que se mantenga el proceso de picaduras es nece-

sario que exista un continuo aprovisionamiento de cloruros.

97

Comentarios En la actualidad, el concreto reforzado es uno de los mate-

riales más usados para la construcción. El buen desempeño

exigido para las estructuras de concreto depende tanto de

la calidad de sus componentes como de la adecuada ela-

boración y colocación en obra. Para cumplir con los altos

niveles de calidad requeridos es necesario seguir las espe-

cificaciones y recomendaciones al pie de la letra.

El tiempo de vida útil de una obra de concreto se deter-

minará por su fabricación, el servicio que vaya a prestar

y las condiciones a que será sometido, es decir, debe ser

un “traje a la medida”. Es deseable, además, que se man-

tenga en buen estado estructural, químico y estético por el

mayor tiempo posible, sin reparaciones o rehabilitaciones

mayores que resulten onerosas. Sin embargo, en la realidad

esto es difícil de conseguir, siendo el deterioro del concreto

por su interacción con el medio ambiente uno de los pro-

blemas más importantes (Torres et al 2002:6), que genera

inquietud e introduce como imprescindible el término de

durabilidad en el diseño y la manufactura de piezas y obras

elaboradas con este material. Figura 8. Efecto de la hidrólisis de los productos de corrosión y del reciclaje de cloruros en la picadura.

Se han identificado dos procesos para que ello ocurra. El

primero es la migración de cloruros a la picadura desde el

líquido de los poros; el segundo se refiere al llamado reci-

claje de cloruros, como se muestra en la Figura 8.

98

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American Society for Testing and Materials, eua.

Tezozomoc Pérez LópezIngeniero Químico, Maestro en Metalurgia y Doctor en Ciencias Quími-

cas por la Facultad de Química de la unam. Profesor e Investigador del

Centro de Investigación en Corrosión (cicorr) de la Universidad Autó-

noma de Campeche desde 1995. Director Científico del cicorr de junio

de 2002 a abril de 2011. Investigador Nacional del Sistema Nacional

de Investigadores Nivel II. Asesor de proyectos del Instituto Mexicano

del Transporte (imt), responsable de proyectos de investigación con

financiamiento externo.

100

IntroducciónLa caracterización y el estudio del deterioro de la piedra,

como material de un sistema constructivo, requiere de una

aproximación desde diferentes niveles para contemplar su

relación indivisible con el patrimonio cultural edificiado que

conforma. El reconocimiento de los aspectos materiales y

valorativos del inmueble son fundamentales para lograr

una práctica profesional sustentada en la investigación

transdisciplinaria y así transitar hacia el entendimiento del

patrimonio cultural como el resultado de las acciones y las

relaciones humanas con su contexto en un tiempo definido.

Para lograr una acción de conservación integral se re-

quiere seguir un modelo de actuación en el que la observa-

ción, la descripción, la documentación, la categorización

y comprensión de las cualidades materiales, tecnológicas,

formales y estéticas de la piedra se vinculen con el contex-

to regional, cultural y edificado para entender así espacial

y temporalmente a la piedra y su relación con el inmueble

que conforma (Fragoso y Sámano, 2013).

Nora Ariadna Pérez Castellanos

Marlene Sámano Chong


isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

PIEDRA EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS. CARACTERIZACIÓN Y ALTERACIONES

101

la influencia del medioambiente en la conservación del

inmueble. En lo arquitectónico es indispensable contemplar

el análisis de los sistemas constructivos identificando e

interrelacionando los elementos arquitectónicos, así como

comprender su papel estructural, funcional u ornamental

en el inmueble. Es fundamental distinguir las técnicas de

factura y los materiales asociados para explicar el funciona-

meniento de la piedra dentro del sistema constructivo. Se

debe llevar a cabo un mapeo preciso, piedra por piedra, en

un levantamiento arquitectónico puntual que especifique

su tipología a partir de una identificación a nivel petroló-

gico y así vincular su función dentro de los sistemas cons-

tructivos con sus características fisicas de dureza, textura,

densidad, peso, color, porosidad y trabajabilidad. Esto

permitirá determinar si una mayor densidad y dureza de las

piedras se presenta en la parte inferior del inmueble para

soportarlo, si las piedras más ligeras son utilizadas para

la construcción de cubiertas o si se puede vincular la suavi-

dad y factibilidad de la talla con su empleo como elementos

ornamentales y sus características de dureza, resistencia y

trabajablidad para su empleo en pisos (Figura 1). Figura 1. Diagrama de los distintos elementos que influyen en la conservación arquitectónica. Fotografía I. Vit. Diagrama M. Sámano.

Para abordar este estudio es necesaria una actitud críti-

ca, participativa y un análisis a diferentes niveles que van

de lo macro (como sería el contexto regional), lo intermedio

(como el contexto edificado) y lo micro, es decir, la piedra

misma. En la perspectiva regional, es indispensable exami-

nar el contexto geográfico para vincular el empleo de mate-

riales de uso local o su importación, además de contrastar

102

atrapados en el material ígneo que deja espacios grandes,

como por ejemplo en el basalto o tezontle. En cambio, las

rocas ígneas de tipo intrusivo han sufrido un proceso de

enfriamento y cristalización lento debajo de la superficie

terrestre. Debido a estas condiciones los cristales pue-

den crecer a mayores tamaños brindando a la piedra una

textura macrocristalina, manifestándose en una porosidad

baja y, por tanto, susceptible a alteraciones sólo en la

superficie expuesta de la roca. La composición química

principal de las rocas ígneas es el dióxido de silicio (SiO2).

Algunos ejemplos de rocas ígneas son toba, riolita, grani-

to, escoria y gabro.

Los agentes atmosféricos generan descomposición quí-

mica y desintegración mecánica de la superficie en donde

la compactación y cementación de los sedimentos transpor-

tados por agua, viento o hielo se depositan en una cuen-

ca formando las rocas sedimentarias. Los sedimentos se

originan en la superficie de la Tierra pero pueden deposi-

tarse en ambientes terrestres o marinos; además, las rocas

La piedra y sus propiedadesLa piedra tiene propiedades físicas inherentes que están

determinadas por su origen. Estas propiedades están

sometidas a cambios externos debido a su distribución

dentro de un inmueble y el contexto que las rodea.

Las piedras están compuestas por diferentes minerales,

los cuales se definen como sustancias sólidas con una

composición química definida y estructura cristalina1 (Klein

y Hurbult 2011:2). La composición y textura2 de las piedras

proviene directamente de su formación y origen, todas las

piedras pueden clasificarse en tres grupos principales:

rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas.

Las rocas ígneas o magmáticas se forman por la solidifi-

cación de un magma, se dividen en extrusivas e intrusivas.

El primer grupo está formado magma que alcanzó la super-

ficie en estado fundido o parcialmente fundido y se enfría

rápidamente, produciendo un tamaño de cristal pequeño

y por tanto su textura suele ser microcristalina; además,

pueden tener porosidad alta por la evaporación de gases

1 Estructura cristalina: el orden de los átomos o moléculas que forman el mineral están ordenados en un rango de largo alcance. 2 La textura de la roca implica los aspectos geométricos de las partículas que la forman determinada por el tamaño, forma y arreglo.

103

varias rocas dependiendo de las condiciones termodinámi-

cas a las cuales fue sometida; por ejemplo, las areniscas se

convierten en cuarcitas y las rocas calizas se transforman

en mármol.

El alineamiento de los minerales a lo largo de superficies

planas es la textura característica de las rocas metamórfi-

cas. La textura indica la susceptibilidad a alteraciones. Con

textura foliada como la pizarra, filita o esquisto el deterioro

es alto; en la anfibolita o la eclogita, la textura es granular

y su deterioro es intermedio, mientras que el mármol con

textura vítrea tiene un deterioro generalmente bajo (Klein y

Hurbult 2011:620-646; Vera et al. 2011:122-132).

Alteraciones El estudio del deterioro requiere una serie de pasos meto-

dológicos para lograr la emisión de un diagnóstico certero.

Inicialmente es importante la observación directa e in situ.

El análsis inicial del inmueble será a través del empleo de

fichas, registro fotográfico y levantamiento gráfico de efec-

sedimentarias pueden contener fósiles u otros rastros de

microorganismos. Este tipo de rocas se caracterizan por

contener capas que se distinguen entre sí por diferencias

en el tamaño de grano, composición o color. Su velocidad

de alteración está condicionada por la textura, puesto que

conforme el tamaño de cristal disminuye hay una mayor

superficie específica que puede reaccionar con el entorno,

haciéndola más vulnerable al intemperismo. Algunos ejem-

plos son las rocas calizas, coquinas o piedra muca3 (con

restos de conchas marinas), areniscas, rocas conglomera-

das y pedernal.

Las rocas metamórficas son aquellas que se producen

por un cambio o transformación a partir de una roca ori-

ginal (ígnea, sedimentaria o inlcuso otra metamórfica) al

ser sometidas a condiciones de temperatura, presión y

esfuerzos muy altos que causan cambios mineralógicos y

microestructurales. Su composición es derivada de la roca

original pero con propiedades y características diferentes,

además de que una misma roca puede transformarse en

1 Nombre que se le da en el Estado de Veracruz.

104

tos, obteniendo así una primera aproximación y datos que

deben ser correlacionados para lanzar una primera hipóte-

sis de la dinámica del deterioro a partir de la identificación

de los efectos, determinar las causas y establecer los meca-

nismos de deterioro en un inmueble. Con esta información

se esboza el grado de afectación o alteración presentado

en los materiales pétreos, su extensión, ubicación y se

analiza la actividad o inactividad de las causas de deterio-

ro. Estas hipótesis deberán ser comprobadas mediante la

vinculación de la información obtenida con el reconcimiento

del bien cultural y su línea de vida, contemplando las trans-

formaciones materiales, en el uso y la función del inmueble

a través del tiempo, vislumbrando la temporalidad de los

efectos para distinguir en los cambios físicos detectados,

cuáles son alteraciones y cuáles deterioran la cualidad de

la piedra como bien cultural. La hipótesis también se com-

prueba mediante análisis de laboratorio y luces especiales

para comprender y jerarquizar las causas que promueven el

deterioro. Posteriormente, es responsabilidad del restaura-

dor emitir un dictamen que indique el estado del bien cultu-

ral y se señale de manera precisa la afectación presentada

ya no sólo a nivel material, sino indicando la merma en los

valores atribuidos al bien cultural debido a la presencia de

los efectos de deterioro.

En términos tangibles, el deterioro de los materiales de

construcción de tipo poroso como las piedras es general-

mente producido por distintos factores, como es el mecáni-

co (causado por esfuerzos o acciones exógenas), el físico o

químico (Figura 2).

Dentro del deterioro mecánico se encuentra la expan-

sión térmica diferencial, debido a las diferencias en co-

eficientes térmicos de expansión de las piedras (como

consecuencia de los coeficientes térmicos individuales de

cada mineral que la componen) en un mismo inmueble.

Los ciclos térmicos diurnos y nocturnos ocasionan cam-

bios dimensionales de la piedra y, por tanto, esfuerzos

mecánicos diferenciales cuyos efectos visibles son fractu-

ras, grietas y desprendimientos.

Otra causa de alteración mecánica son las vibraciones de-

bido al tráfico de vehículos o sonido, que al ser de determi-

nada frecuencia pueden resonar y por ende incrementarse,

afectando la estabilidad de la roca o inmueble. Este tipo de

105

En el caso del agua que contiene sales disueltas y está en los

poros, en el momento en que el agua se evapora del material

permite la cristalización de las sales causando subeflorescen-

cias que, al igual que el hielo, rompen los poros y deterioran la

piedra. En este caso, las presiones de hidratación y la presión

osmótica de las sales juegan un papel fundamental en el

deterioro. Cuando la evaporación del agua con sales disueltas

es en superficie se forman los cristales y se denominan eflo-

rescencias, pudiendo presentarse como velos o concreciones

(Torraca, 2009:85-86). Este tipo de deterioro es importante

tomarlo en cuenta en zonas elevadas y en el norte del país.

Mecánico Físico Químico

Tensión y comprensión Capacidad de absorciónReacción de minerales de rocas volcánicas ante la humedad y ácidos

Expansión térmica CongelamientoReacción de carbonato de calcio ante la humedad y ácidos

Aumento de volúmen por corro-sión de mentales asociados

Cristalización

Acción humana / VibracionesFigura 2. Tabla de clasificación de los tipos de deterioros en piedra. M. Tapia.

deterioro es común en zonas urbanas como los centros his-

tóricos de la Ciudad de México o Guadalajara, por ejemplo.

El deterioro físico causado por efectos de congelamiento y

cristalización de sales es debido a la propiedad capilar que

tienen las piedras, capaces de absorber agua debido a su

naturaleza hidrofílica y además a sus poros que actúan como

capilares permitiendo la difusión de agua a través del mate-

rial. En el caso de lugares donde la temperatura disminuye

debajo de los cero grados centígrados, el agua que se encon-

traba dentro de la red de poros de la piedra cristaliza, y si es

demasiado grande rompe estos poros deteriorando la piedra.

106

Las sales de sulfato de calcio en su forma hidratada

pueden deber su presencia al cemento Portland, que

contiene yeso como uno de sus componentes, por lo que

las piedras unidas suelen tener una afectación, ya que el

material se solubiliza penetrando en la roca y recristali-

zando en el interior y exterior de ella, causando graves

deterioros (Figura 3).

La humedadEl agua es el catalizador de reacciones de deterioro quími-

co en la piedra. Para comprender el deterioro es necesario

reconocer las fuentes de humedad, las cuales pueden ser

clasificadas principalmente en aguas dispersas, hume-

dad relativa del aire y aquella proveniente del subsuelo.

Como ejemplo de aguas dispersas se encuentra el agua

de lluvia o aquella proveniente de tuberías rotas o la que

es producto de la limpieza del inmueble; ésta llega a la

piedra por mecanismos de filtración, escurrimiento y capi-

laridad. La presencia de humedad ambiental se relaciona

con mecanismos de evaporación y condensación, promo-

viendo áreas húmedas en la piedra. El agua del subsuelo Figura 3. Piedra afectada por la presencia de sales provenientes del cemento. 2012. Sámano, M.

107

descomposición en las rocas. Algunas de las reacciones

involucradas son hidrólisis, hidratación, disolución, oxida-

ción y reducción, así como carbonatación y zeolitización. Las

rocas ígneas contienen principalmente fases cristalinas de

dióxido de silicio como el cuarzo, tridimita o cristobalita, que

son muy estables; sin embargo, también tienen en su com-

posición minerales de tipo aluminosilicatos los cuales con-

tienen iones como calcio, magnesio, hierro, sodio y potasio,

los cuales se pueden verse afectados por agua atmosférica,

debido a que ocurre una disolución de estos minerales. Ade-

proviene principalmente de mantos freáticos por capilari-

dad ascendente.

La presencia de humedad produce en la piedra la diso-

lución, solvatación, hidrólisis o migración de compuestos,

generando, la disgregación, proliferación de microorganis-

mos y manchas, entre otros efectos (Figura 4).

Reacción de minerales de rocas volcánicas ante la humedad y ácidosEn las piedras existen procesos de alteración que generan

Fuentes de humedad

Mecanismos por los que llega a la piedra

Mecanismos químicos a través del cual produce el deteriodo

Efectos de deteriodo

a)Aguas dispersas

b)Humedad relativa

c)Agua en el subsuelo

Filtración, Capilaridadascendente, descen-dente o lateral

CondensaciónEvaporación

Capilaridadascendente

DisoluciónSolvataciónHidrólisisMigración decompuestos

DisgregaciónProliferación demicroorganismosManchasEscurrimientos

El agua produceefectos químicos yfísicos particularessegún la naturalezade los materiales

Figura 4. Tabla sobre los mecanis-mos y efectos que causa el agua en un inmueble de piedra. M. Orea.

108

más de la disolución, es común en las rocas ígneas las reac-

ciones de hidrólisis e hidratación las cuales causan la pér-

dida de minerales en las rocas y formación de arcillas que

son minerales más susceptibles (Torraca 2009:89). Algunas

de las reacciones comunes y los deterioros que causan en la

piedra se encuentran simplificados en la figura 5.

Reacción del carbonato de calcio ante la humedad y ácidosEn las rocas sedimentarias, uno de los principales com-

ponentes es el carbonato de calcio, como en el caso de

areniscas o como componente mayoritario en las calizas.

La composición de estas rocas define su forma de altera-

ción al ser susceptible al ataque por ácidos, como el ácido

carbónico, ácido nítrico o ácido sulfúrico, que al reaccionar

con el carbonato de calcio forman compuestos solubles

como el bicarbonato de calcio. nitrato de calcio o sulfato de

calcio, respectivamente. El efecto de estas alteraciones es

el reblandecimiento de las piedras y su posterior fragmenta-

ción. Este mecanismo también es posible que se presente

por la secreción de distintos ácidos orgánicos e inorgánicos

producto de la secreción de diversos agentes biológicos. En

Figura 5. Tabla sobre las reacciones de los minerales que componen las rocas ígneas. M. Tapia.

Material constructivo

MineralesTipo de

reacciónDeteriodo

Toba, basalto, pómez

Montmorillonitas DisoluciónDisgregación, fragmentaciónalveolización

ArcillasZeolitizaciónFormación KOH

Disgregación,exfoliación

Minerales de hierro,Feidespatos Na, k, Ca, SiO2

HidrólisisFormación goetita

Disgregación,costras

Ferromagnesianos HidrólisisCambio de coloración a roja, pardo o amarillo

109

expansión volumétrica, en el caso de piedras que tienen

en su interior un armazón de metal es común que se fractu-

ren. Sin embargo, este deterioro no se limita a un deterioro

mecánico, también involucra un deterioro químico que se

traduce en la deposición de óxidos en la roca, provocando

el efecto de manchado cuando el metal está localizado en

la parte externa.

La humedad en sus distintas manifestaciones es, en ge-

neral, el principal factor de deterioro, por lo que la revisión

y recuperación de los sistemas hidráulicos de un inmueble

son fundamentales para la conservación de un edificio.

Figura 6. Tabla sobre los deterioros en las rocas sedimentarias de acuer-do al porcentaje y composición de su cementante. Rest. Martha Tapia. strom,encrym.

Material constructivo

Cementante % de Calcita Deteriodo

Arenisca Calcita 18-20 Arenización

AreniscaCuarzo, glauconita,dolomita

20 Vesículas, fracturas

AreniscaCalcitamacrocristalina

5-16 Costra

CalizaCalcitamacrocristalina

56-95Exfoliación, fragmentación

la figura 6 se presentan algunos deterioros característicos

relacionados con diferentes porcentajes de carbonato de

calcio presente en la piedra (Torraca, 2009:87-91) (Figura 6).

Otra de las reacciones en piedras en inmuebles es la

formación de costras de oxalato de calcio, las cuales se

forman por la reacción del carbonato de calcio con ácido

oxálico y son insolubles, por tanto alteran la apariencia de

la piedra (Torraca, 2009:88).

Entre los problemas de deterioro que tenemos en inmue-

bles con estructuras metálicas se encuentra la oxidación

del hierro. El proceso de corrosión de un metal involucra su

110

Técnicas de caracterización Para realizar un primer diagnóstico general en materiales

pétreos existen pruebas sencillas como color, conducti-

vidad, capacidad de absorción de agua y dureza que se

pueden realizar in situ. Es fundamental que las pruebas

que se realicen en piedras deterioradas sean siempre

contrastadas con rocas sanas para tener un punto de refe-

rencia. El color se puede medir con tablas Munsell, clasi-

ficándolos sistemáticamente en términos del tono, valor y

croma, que se registran en este orden y así la designación

del color se señala con la combinación de una o varias

letras (Hodgson, 1987:39).

La propiedad de conductividad se puede medir en la

piedra con un conductímetro de contacto, y este valor es un

indicador de la concentración de sales disueltas al interior,

puesto que el agua pura prácticamente no conduce la co-

rriente eléctrica, mientras que el agua con sales disueltas

es un buen conductor eléctrico. La capacidad de absorción

de agua de la roca es un indicador del estado de conser-

vación, puesto que se puede conocer como interactúa la

piedra con el entorno.Figura 7. structuras metálicas con oxidación del hierro. H. Orea.

111

Figura 8. Prueba de absorción de agua con tubo Karsten (izq.), medición de la dureza de la piedra con martillo Schmidt digital (der.). Fotografía. N. Pérez.

raciones para superficies verticales u horizontales, además

de que la graduación y cantidad de agua que se deposita

en el tubo depende del tipo de roca, puesto que es menor

la cantidad de agua para rocas poco porosas que en el caso

de rocas muy porosas (Siegesmund y Snethlage, 2011:388).

La dureza de la roca en el sitio se puede medir de ma-

nera sencilla mediante un martillo Schmidt. Los datos se

registran manualmente o de forma digital, es decir, auto-

máticamente en el equipo, como se muestra en la figura 9.

Este martillo tiene en el interior un cuerpo de impacto, el

cual golpea con determinada fuerza la roca y se registra el

impacto correspondiente y la velocidad de rebote. Estos re-

sultados, mediante conversiones, pueden ser relacionados

con las pruebas mecánicas destructivas en laboratorio.

En laboratorio, las pruebas básicas para poder identificar

las propiedades de la roca e identificar minerales de altera-

ción son la petrografía y la técnica instrumental de difrac-

ción de rayos X. Para el análisis petrográfico se requiere

tomar una muestra de mano de la piedra, y se prepara una

lámina delgada de 30 µm de espesor para que permita

ser vista en el microscopio petrográfico. Con este estudio

La prueba de absorción de agua mediante tubo Karsten

consiste en un tubo de vidrio graduado con agua, el cual se

pone en contacto con el material a analizar y se pega con

plastilina, de manera que se registra el tiempo que tarda el

agua en ser absorbida (Figura 8). Existen diversas configu-

112

sociedad. Para lograr esto, se requiere de un grupo de es-

pecialistas en donde se integren las diversas perspectivas

y se enriquezca la visión desde el conocimiento, la práctica

y la experiencia. Este grupo deberá estar conformado por

restauradores de bienes muebles, restauradores de bienes

inmuebles, historiadores, arquitectos, ingenieros estructu-

ristas, geólogos, químicos, arqueólogos, antropólogos so-

ciales y fotógrafos para obtener una investigación a macro y

micro escala.

Es aconsejable que los análisis de materiales sean reali-

zados una vez que las hipótesis del deterioro se encuentren

claras y que cada acción propuesta tenga una justificación

que ayude a esclarecer la caracterizacón o el problema del

deterioro. Deben priorizarse aquellos métodos no destruc-

tivos y la documentación del proceso debe ser rigurosa y

sistemática. Este tipo de análisis de carácter material, así

como el diagnóstico del bien cultural deben ser requisitos

indispensables para el diseño y ejecución de un proyecto

de restauración.

A futuro, sería interesante plantear espacios de trabajo

y discusión entre los profesionales dedicados a la conser-

se obtiene la descripción de la roca, el porcentaje de los

minerales y clasificación la roca, considerando su textura,

cementante y tamaño de cristal.

En el caso de difracción de rayos X se requiere una mues-

tra en polvo de 500 mg, distribuidos en un portamuestras

de vidrio. Esta técnica es destructiva pero permite utilizar

los polvos para posteriores análisis. Los resultados de

esta técnica analítica son complementarios a la petrogra-

fía, puesto que se reportan las fases minerales presentes,

incluyendo arcillas (las cuales no se pueden identificar en

petrografía por su tamaño) y además se realiza un análisis

semicuantitativo.

Consideraciones finalesEl estudio de la piedra y sus alteraciones, desde una apro-

ximación transdisciplinaria se fundamentará en investiga-

ciones consistentes y sólidas que estudien la estructura

de la piedra cuantitativa y cualitativamente. Asimismo,

no debe perderse de vista su función como material del

sistema constructivo de un bien inmueble, reconociendo

además los valores culturales intangibles atribuidos por la

113

vación de piedra para revisar y analizar la metodología de

trabajo, la terminología, la estandarización de análisis así

como las diversas técnicas de documentación. De la misma

manera, se considera oportuno el diseño de programas

para la formación, especialización y actualización en ma-

teria de conservación y restauración de material pétreo

dentro de los inmuebles con estructura metálica y concreto,

ya que éste ha sido un campo poco abordado por los profe-

sionales de la restauración.

114

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Intervención en Materiales Pétreos. Documento electrónico dispo-

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Geología de Campo. Hermosillo, Editorial Universidad de Sonora.

115

Nora Ariadna Pérez CastellanosIngeniera química (iteso, México) y maestra en Ciencia e Ingeniería de

Materiales (iim-unam, México). En el 2008, realizó una estancia de traba-

jo en el Museo Nacional Centro de Arte Reina Sofía (España); del 2006 al

2009, fue asesora científica en Pintura Mural y Escultura en la ecro (Mé-

xico). Desde el 2011, colabora en la cncpc-inah como consultora cien-

tífica. En diciembre del 2012, impartió el curso Evaluación del proceso

de consolidación en sustrato pétreo: toba volcánica, en la encrym-inah

(México), institución en la que colabora como consultora científica del

strom. Actualmente, además, cursa estudios de doctorado.

Marlene Sámano Chong Licenciada en Restauración de Bienes Muebles con estudios terminados

de Maestría en Conservación y Restauración de Bienes Culturales Inmue-

bles ambos por la encrym. Es restauradora perito del inah y desde 1999

labora en el Seminario Taller de Restauración de Obra Mural de la encrym

coordinando proyectos académicos de restauración de obra mural de

origen prehispánico y virreinal. En el ámbito particular ha participado en

diversos proyectos en el DF y en Alemania. Es parte del equipo acreedor

al Premio inah 2007 Miguel Covarrubias por la adecuación del edificio

del Exconvento de Betlemitas en el Museo Interactivo de la Economía.

Martha Isabel Tapia González Licenciada en Restauración de Bienes Muebles (encrym-inah, Méxi-

co), con estudios en Tecnología y Conservación de piedra y Conser-

vación Preventiva: Reducción de Riesgos en Colecciones (iccrom).

Docente de la encrym desde 1985 impartiendo materias del área

científica y Seminario Taller de Restauración de Pintura Mural. Ha

asesorado coordinado proyectos y sido ponente en México y diversos

países de Centroamérica. En la Coordinación Nacional de Conserva-

ción del Patrimonio Cultural, inah, participó en el Programa Nacional

de Protección de Bienes Muebles de Recintos Religioso y al Programa

de Prevención del Robo, Saqueo y Tráfico Ilícito de Bienes Culturales

Muebles; y en la Dirección de Registro de Arqueológico en el Programa

de Registro de Monumentos Históricos.

116

IntroducciónAl participar en un seminario sobre problemática y diagnós-

tico de sistemas constructivos con metales en el que parti-

cipan profesionales de diversas disciplinas como ingeniería

civil, arquitectura, restauración y arqueología, entre otras,

es normal que se pregunten: ¿qué tiene que ver la elec-

troquímica con la problemática y diagnóstico de sistemas

constructivos con metales?

La razón es que los metales empleados en sistemas

constructivos como el acero al carbono, el hierro forjado, el

acero galvanizado, el acero inoxidable, el cobre y el latón

se degradan por corrosión, y la corrosión es un proceso de

naturaleza electroquímica.

Surgimiento de la electroquímica La electroquímica es una disciplina científica y tecnológica,

una rama de la fisicoquímica que estudia las reacciones

que se llevan a cabo en la intercara o interfase formada

entre un material conductor (por ejemplo, un metal) y un

Jorge Antonio González Sánchez

Luis Román Dzib Pérez

INTRODUCCIÓN A LA ELECTROQUÍMICA

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

117

ambiente húmedo o solución acuosa. Un ejemplo simple se

muestra en la figura 1, en la que aparecen una placa de co-

bre y una de zinc (electrodos) clavadas en un limón (electro-

lito), y conectadas electrónicamente a través de un disposi-

tivo de medición electrónico, un voltmetro, que registra una

diferencia de potencial de 0.906 volts.

A partir de la publicación del trabajo de Galvani, muchos

científicos en Europa comenzaron a trabajar en el estudio de

este tipo de fenómenos. Alessandro Volta es uno de ellos, y

deja de lado el concepto de “electricidad animal” de Galva-

ni, al que de hecho busca refutar, y se centra en la experi-

mentación únicamente con metales. De este modo desarro-

llaría en 1796 (en Como, Italia) una pila o batería constituida

por discos de cobre y zinc dispuestos entre fieltros impreg-

nados de salmuera. Esta pila, “la pila voltaica”, fue una

invención monumental pero fue rápidamente mejorada por

una serie de desarrollos científicos y tecnológicos durante

el siglo xix, como los trabajos de Becquerel, Daniell, Grove y

otros. Las pilas son dispositivos que a través de reacciones

electroquímicas producen energía eléctrica y trabajan bajo

el mismo principio que acabamos de revisar. Actualmente

electrolito (especies químicas con carga y que permiten la

conducción de corriente eléctrica). Lo anterior podría escu-

charse aún más alejado de la problemática y diagnóstico de

sistemas constructivos con metales, pero no es así, como

veremos cuando aprendamos las bases científicas del pro-

ceso de degradación por corrosión de los metales.

La electroquímica como disciplina surge en 1791 en

Bologna, Italia, a partir de la unión de la bioquímica y la

electricidad. A mitad de la década de 1780, Luigi Galvani,

anatomista, estudiaba el efecto de las descargas eléctricas

atmosféricas. Un día fijó la médula espinal de ranas abier-

tas en canal a una estructura de hierro mediante ganchos

de latón. Para su asombro, las ancas de la rana empeza-

ron a sacudirse, y no sólo cuando en el cielo se formaban

relámpagos (descargas eléctricas), sino por la reacción que

se daba entre el hierro y el latón.

Tras estas observaciones Galvani desarrolló los concep-

tos de “electricidad animal” (aunque más tarde se demos-

tró que tal concepto era incorrecto) y el de “galvanismo”,

que se refiere a la producción de corriente eléctrica a partir

del contacto de dos metales diferentes inmersos en un

118

la investigación en el funcionamiento y mejoramiento de las

baterías está pasando por un resurgimiento con productos

tales como teléfonos celulares, computadoras portátiles,

juegos electrónicos de mano y equipo médico portátil.

Celdas galvánica y electrolíticas La pila de Volta es esencialmente una celda galvánica. Es

importante destacar la diferencia de una celda galvánica y

una celda electrolítica; ambas constituyen sistemas elec-

troquímicos y en ellas se llevan a cabo reacciones electro-

químicas, pero en la galvánica se produce trabajo eléctrico

a partir de reacciones que se desarrollan de forma espon-

tánea por la diferencia de potencial entre los electrodos

involucrados (el Cu y el Zn del ejemplo de la figura 1), y en

la celda electrolítica se inducen las reacciones electroquí-

micas mediante el uso de energía eléctrica externa, como

se ve esquemáticamente en la figura 2.

Potencial y voltajeLas reacciones electroquímicas se llevan a cabo soporta-

das por una forma de energía que es la fuerza impulsora

Figura 1. Experimento real que demuestra que la formación de interfases elec-trificadas induce la generación de diferencias de potencial (voltaje). Imagen tomada de hilaroad.com, junio de 2014.

119

para la transferencia de carga, o movimiento de los electro-

nes en las interfases electrodo-electrolito, y se denomina

como potencial. Aplica tanto para procesos espontáneos

como para los no espontáneas.

Es posible medir la diferencia de potencial que permite

que las reacciones electroquímicas se lleven a cabo, y su

unidad es el Volt –en honor a Alessandro Volta) que expre-

sa trabajo por unidad de carga, esto es:

1 V = 1J/C

Figura 2. Esquema de una celda galvánica (izquierda) y una celda electrolítica (derecha).

Un Volt es igual a un Joule por Coulomb. O sea, que se

necesita realizar un Joule de trabajo para mover una carga

eléctrica de un Coulomb.

Electroquímica y corrosiónSeguramente hemos visto más de un caso de estructuras o

componentes metálicos que se corroen al estar en contacto

con soluciones acuosas. Al respecto, se dice que el proceso

es espontáneo porque no requiere de energía externa para

llevarse a cabo, porque los metales poseen energía para

120

Los metales de forma natural se encuentran combinados

con elementos no metálicos formando compuestos muy

diversos a los que llamamos minerales, es decir, que en la

atmósfera terrestre los metales son más estables (alcanzan

un nivel mínimo de energía) cuando se encuentran combi-

nados formando minerales. Por lo anterior, parte de toda la

energía utilizada para la extracción y producción del metal

(lámina, placa, perfiles, varilla, etcétera) está disponible

para que éste regrese a su estado de mínima energía for-

mando compuestos, en una transformación espontánea

que constituye el proceso de corrosión.

Establecemos que la corrosión es un proceso de naturaleza

electroquímica que se presenta si y sólo si la superficie de un

metal está en contacto con un medio agresivo (electrolito), lo

que propicia que complete un sistema electroquímico y haya

transformación química y flujo de carga eléctrica a través de

la intercara que forman el metal y el electrolito. Dado que la

carga eléctrica no se crea ni se destruye, el flujo de ésta es

consecuencia de liberación de electrones por parte de las

especies químicas involucradas y susceptibles a perderlos, y

los metales son muy susceptibles a perder sus electrones.Figura 3. Ciclo de transformación mineral - metal- mineral siendo la segunda etapa la que llamamos corrosión. Imagen tomada de Ávila y Genescá, 1987.

degradarse y pasar del estado metálico a estado oxidado

como iones o formando compuestos (Shreir et al. 2000).

Una manera de explicar el fenómeno de la corrosión de

los metales es entendiendo que la mayoría de los metales

y aleaciones que utilizamos de forma cotidiana se extraen

a partir de minerales, como se muestra esquemáticamente

en la figura 3.

121

donde:

Fe representa al hierro en forma metálica

Fe2+ representa un ión del Fe, el metal pierde 2 electrones

de valencia y obtiene un carga positiva de 2 (considerando

la carga eléctrica del electrón como unidad)

2e- representa a los 2 electrones (partículas elementales

con carga negativa) que perdió el Fe al oxidarse.

Como puede observarse en esta representación escrita

de la reacción electroquímica de oxidación del Fe, hay un

balance de masa y de carga. Del lado izquierdo de la fle-

cha (que puede considerarse como un signo de igualdad),

aparece el Fe como átomo (eléctricamente neutro) porque

en estado metálico contiene el total de sus electrones de

valencia. Mientras que del lado derecho aparece el ión Fe2+

y los 2 electrones de valencia liberados. De esta forma, am-

bos lados de la flecha contienen masa de hierro en relación

uno a uno, además en el lado derecho la carga eléctrica

está balanceada porque hay 2 cargas positivas relaciona-

das con el ión Fe2+ y dos cargas negativas asociadas al los

electrones de valencia liberados.

Seguramente hemos escuchado alguna vez sobre reac-

ciones de óxido-reducción, y recordando las lecciones de

química básica podemos establecer que una reacción de

oxidación involucra pérdida de electrones por parte de una

especie química o compuesto, mientras que una reacción

de reducción implica lo opuesto, esto es, ganancia de elec-

trones (carga eléctrica).

Cuando las reacciones químicas se llevan a cabo en au-

sencia de un electrolito hay pérdida y ganancia de electro-

nes por parte de las especies químicas pero no hay flujo de

carga. En cambio en las reacciones electroquímicas, como

la corrosión, se presenta transformación química de las

sustancias involucradas además de transferencia de carga

a través de la interfase.

En el proceso de corrosión la reacción anódica o de oxi-

dación, implica que el metal se disuelve para pasar a su for-

ma iónica, liberando sus electrones de valencia. Esto puede

representarse en forma escrita para el caso del hierro de la

siguiente manera:

Fe Fe2+ + 2e-

122

de tomar los electrones liberados por el metal. En muchos

casos de corrosión, la reducción del oxígeno disuelto en los

electrolitos es la reacción de reducción que acompaña la

disolución del metal.

De igual manera que para la oxidación del Fe, en el caso

de la reducción del O2, se puede representar en forma escri-

ta de la siguiente manera:

½O2 + 2e- + 2H+ H2O

De esta reacción podemos concluir que el oxígeno disuelto

en el electrolito toma los 2 electrones liberados por la diso-

lución del metal y dos iones de hidrógeno para formar agua.

Ambas reacciones se llevan a cabo en la superficie del

metal que se corroe, y esto es necesario porque el propio

metal es el conductor de los electrones liberados hacia

sitios donde se lleva a cabo la reacción de reducción, como

se representa esquemáticamente en la figura 5.

Lo que se ha explicado hasta aquí aplica para los metales

en sistemas constructivos, en los que hay degradación por

corrosión. Figura 4. Representación esquemática de la disolución / oxidación de hierro en el proceso de corrosión.

La figura 4 es una representación esquemática del fenó-

meno de disolución electroquímica del Fe que se presenta

cuando este metal está en contacto con un electrolito.

Por su parte, la reacción de reducción o reacción catódica

involucra la participación de una especie química capaz

123

Los únicos metales que son resistentes a la degradación

por corrosión en los ambientes usuales son el Au (oro) y

el Pt (platino). A esto se debe que estos metales práctica-

mente no se degradan en la atmósfera y podemos llevar-

los al agua al bañarnos o al nadar y prácticamente son

inmunes. Sin embargo ni el oro ni el platino se utilizan en

sistemas constructivos debido a su alto costo y a que sus

propiedades mecánicas no pueden competir con las del

acero, por ejemplo.

La figura 6 muestra uno de los caballetes del puente

La Unidad, en Campeche, que une la Isla del Carmen con

Campeche. El puente fue construido con concreto reforza-

do con acero al carbono, con las columnas parcialmente

sumergidas en el mar, lo que implica que estas estructu-

ras están bajo el efecto de la marea entrante y saliente de

la laguna al Golfo y viceversa. Además del efecto erosivo,

la estructuras sufren el efecto de la agresividad del agua

de mar que penetra en el concreto. Los iones cloro (Cl-)

presentes en el agua de mar desestabilizan la condición

de la varilla de acero embebida en el concreto iniciando

la corrosión. Figura 5. Representación esquemática de la reducción del oxígeno durante el proceso de corrosión del hierro.

Siempre que una estructura construida total o parcial-

mente con metales esté en contacto con algún electrolito

(agua de lluvia más contaminantes atmosféricos, por ejem-

plo) se presentará la degradación del metal por corrosión.

124

Cuando el hierro se oxida normalmente forma compuestos

con oxígeno a los cuales en general se les llama productos de

corrosión. Durante la corrosión del hierro que es el elemento

principal de la varilla de acero de refuerzo del concreto, se for-

man en su superficie productos de corrosión que ocupan un

volumen mucho mayor que el metal, lo que induce la genera-

ción de esfuerzos internos desde la varilla al concreto, y even-

tualmente termina en la fractura y desprendimiento de partes

del concreto que dejan la varilla expuesta al clima marino-hú-

medo del mar, como se observa también en la figura 6. Esto

acelera el proceso de degradación de la varilla y el riesgo de

que se presente una falla más seria en toda la estructura.

Celda de DaniellDado que hemos establecido que el fenómeno de corrosión

es de naturaleza electroquímica, abordaremos el tema des-

de una perspectiva fenomenológica que permita entender

el origen de las reacciones electroquímicas involucradas

en todo proceso de corrosión en electrolitos acuosos. Para

esto se describirá el experimento de Daniell, que dio origen

a la famosa pila de Daniell (Castellan 1987).Figura 6. Ejemplos de un sistema constructivo con metales en donde se obser-va la degradación por corrosión.

En este caso, el propio concreto humedecido funciona

como electrolito ya que sus poros son parcialmente ocu-

pados por agua que contiene oxígeno disuelto, el cual lle-

ga hasta la superficie de la varilla de acero. Así se tienen

las condiciones para que se presente el proceso de corro-

sión en la varilla de acero de refuerzo, esto es, el metal en

contacto con un electrolito con especies químicas disuel-

tas capaces de participar en la reacción de reducción del

proceso de corrosión.

125

Finalmente las placas de Cu y Zn se unen electrónicamen-

te con un alambre conductor al que se le coloca en serie

una resistencia eléctrica de valor conocido que cierra la

conexión, como una bombilla o foco de filamento incandes-

cente, y se observa que la bombilla emite luz. El flujo de

corriente eléctrica que se manifiesta a través de la bombilla

se generó de forma espontánea, sin utilizar energía exter-

na, sólo por una diferencia de potencial eléctrico: un vol-

taje. Este voltaje es la fuerza que impulsa el flujo de carga

eléctrica que enciende al foco (Castellan 1987).

Cuando se coloca un medidor de voltaje en el dispositivo

experimental en lugar de la resistencia, como se muestra

en la figura 8, éste reporta una diferencia de potencial (vol-

taje) de 1.1 Volts. Esta diferencia de potencial es el resul-

tado de fenómenos de reacomodo de carga eléctrica en la

superficie del metal y en una capa de electrolito adyacente

al metal, (la interfase electrificada). El reacomodo de carga

se presenta espontáneamente por el simple hecho de estar

en contacto un metal con algún electrolito, en este caso, el

Cu con una solución con iones Cu2+ y del Zn en una solución

de iones Zn2+, lo que da origen a la formación de dos inter-

La figura 7 presenta un esquema del experimento de Da-

niell, el cual consiste en la inmersión parcial de una placa

de Zn en una solución acuosa de ZnSO4 (sulfato de cinc),

y del mismo modo la inmersión parcial de una placa de Cu

en una solución de CuSO4 (sulfato de cobre). Los dos reci-

pientes se mantienen en contacto electrolítico a través de

un puente salino (el puente salino es un conductor iónico

de gel saturado con KCl en un tubo de vidrio o de polímero).

Figura 7. Dispositivo experimental de la celda de Daniell.

126

Cuando Daniell desmontó el dispositivo experimental ob-

servó lo siguiente con base en los parámetros experimenta-

les determinados antes de iniciar el experimento:

1. La placa de Zn perdió masa

2. La solución de ZnSO4 incrementó la concentración de

iones Zn2+

3. La placa de cobre ganó masa

4. La concentración de iones Cu2+ en la solución de CuSO4

disminuyó

Lo anterior se puede describir de la siguiente manera:

a. El Zn perdió masa debido a que participó en una reac-

ción electroquímica de oxidación o anódica, lo cual se

expresa como:

Zn Zn2+ + 2e–

Al mismo tiempo, el Cu ganó masa debido que participó

en una reacción electroquímica de reducción o catódica Figura 8. Dispositivo experimental de la celda de Daniell con un voltmetro en lugar de la resistencia, para medir la diferencia potencial.

fases metal-electrolito. Siempre que se forme una interfase

metal-electrolito, se generará una diferencia de potencial,

la cual es completamente mensurable como se mostrará

más adelante.

127

Como los iones de cobre Cu2+ se reducen y depositan como

metal en la placa de cobre, la concentración de estos iones

en la solución disminuyó.

En el experimento de Daniell, se llevan a cabo 2 reacciones

electroquímicas simultáneamente en superficies separadas:

una reacción de oxidación o anódica (disolución del Zn) y una

reacción de reducción o catódica (deposito de Cu). Fenomeno-

lógicamente lo sucedido se puede representar en la figura 9.

Una reacción electroquímica es por lo tanto una transforma-

ción química en la que hay transferencia de carga eléctrica.

En este caso, al estar separadas las dos reacciones, la

energía generada durante la disolución del Zn se utiliza

para hacer fluir la carga eléctrica de la placa de Zn a la pla-

ca de Cu por el conductor eléctrico y la bombilla. El puente

salino cierra el circuito de forma electrolítica pues permite

continuidad electrolítica entre el recipiente con solución

de Zn2+ y el que contiene la solución de Cu2+. Este hecho es

fundamental para que sea posible utilizar las pilas comer-

ciales que conocemos.

En los procesos de corrosión, sin embargo, las dos reac-

ciones se llevan a cabo en la misma superficie, es por eso Figura 9. Pérdida de masa en la placa de Zn y ganancia de masa en la placa de Cu como consecuencia de las reacciones electroquímicas de la pila.

(ganancia de los electrones de valencia que liberó en

Zn al oxidarse), de acuerdo con la siguiente ecuación

electroquímica:

Cu 2+ + 2e- Cu

128

que el flujo de carga que se presenta no se puede utilizar

como energía eléctrica para accionar un motor o encender

una lámpara. En el caso de acero al carbono, metal muy

utilizado en los sistemas constructivos, al corroerse forma

compuestos químicos con el oxígeno (la característica he-

rrumbre), como se aprecia en las fotos de la figura 10.

Volviendo a la parte central de este capítulo, se debe

hacer énfasis en que la electroquímica permite responder a

la pregunta de por qué se encendió la bombilla en la celda

de Daniell y permite entender el proceso de degradación de

los metales por corrosión cuando interactúan con un medio

acuoso (electrolito).

Figura 10. Ejemplos de estructuras de acero o con refuerzo de acero que sufrieron corrosión con formación de herrumbre.

Masa, energía y leyes de FaradayOtro gran descubrimiento relacionado con la electroquímica

lo hizo en 1834 el británico Michael Faraday, quien descu-

brió que existe una relación entre la cantidad de electricidad

consumida en una reacción electroquímica y la cantidad de

materia que se transformaba. Trabajó experimentalmente

disoluciones de metales y sus depósitos, encontrando que

algunos metales se producían en forma sólida a partir de

partículas invisibles que se encontraban en soluciones elec-

trolíticas (es decir, a partir de sus iones en solución).

Faraday estableció una ley que establece que: “La can-

tidad de sustancia consumida o producida en uno de los

129

electrodos de una celda electroquímica es directamente

proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a través

de la propia celda.”

Para utilizar las leyes de Faraday es necesario primero

determinar la relación que existe entre la corriente eléc-

trica, el tiempo y la cantidad de carga eléctrica que fluye

a través del circuito: un Coulomb es la unidad de carga o

energía eléctrica que es transportada cuando un Ampere

(unidad de intensidad de la corriente eléctrica) fluye duran-

te un segundo:

1 C = 1 A s

Otra forma de explicar este concepto es la corriente eléc-

trica, la cual se refiere a la cantidad de carga eléctrica que

fluye por unidad de tiempo a través de un conductor eléctri-

co, su unidad es el Ampere:

1 A = 1 C/s

El producto de la corriente eléctrica en el tiempo tiene

unidades de carga eléctrica, por lo tanto si se conoce el

valor de la corriente eléctrica asociada a una reacción elec-

troquímica y el tiempo durante el cual se llevó a cabo, se

puede conocer la cantidad de carga y la cantidad de mate-

ria transformada.

Faraday estableció la cantidad de carga eléctrica en Cou-

lomb que se transporta a través de una interfase electrifi-

cada (metal-electrolito) para la transformación de un mol1

de sustancia participante en una reacción electroquímica.

Como la cantidad de electrones que participa es un mol (es

decir: 6.022x1023 electrones2), por lo tanto la constante de

Faraday se determina de la siguiente manera:

Donde el valor de 1.602189x10-19 es la carga eléctrica del

electrón.

1 Unidad de magnitud física fundamenta que mide la cantidad de sustancia.2 Esta cantidad corresponde al número de Avogadro.

130

Aplicando los resultados obtenidos por Faraday por

ejemplo a la oxidación de plata metálica para formar iones

Ag+ cuando un mol de plata metálica se disuelve (o sea

107.86 g de plata) es porque durante la reacción hubo una

transferencia de 96,485 Coulomb de carga a través de

la interfase Ag/electrolito. Además, sería posible saber

la velocidad de la reacción de oxidación si se conoce la

magnitud del tiempo requerido para que se disolviera ese

mol de plata.

Esto se cumple en todas las reacciones electroquími-

cas y es útil para conocer los procesos de corrosión (celda

galvánica), pero también sirve para los electro-depósitos

y/o electro-refinación de metales como el Cu y el Zn (celda

electrolítica).

Veamos el caso de la celda de Daniell de la figura 8:

• Cuando se conectó el voltmetro, se registró una diferen-

cia de potencial de 1.1V.

• Se trata de la contribución de dos interfases electri-

ficadas que al unirse forman una celda galvánica. La

diferencia de potencial de 1.1 V es el resultado de la con-

tribución de las diferencias de potencial que se desarro-

llan en cada interfase:

a) Diferencia de potencial (E ) de la interfase Cu-solu-

ción de CuSO4.

b) Diferencia de potencial (E ) de la interfase Zn-solu-

ción de Zn SO4.

¿Cómo se mide la diferencia de potencial desarrollada

en cada interfase?

Para medir la ΔE (diferencia de potencial) de la interfase Cu/

solución de CuSO4 se pondrá en contacto una punta del mul-

tímetro con el Cu y la otra punta se sumerge en la solución

de CuSO4, y seguro se registra una diferencia de potencial ΔE

en Volts, pero de nuevo esta diferencia de potencial será en

realidad la suma de dos ΔE, la del Cu/solución de CuSO4 y la

de la punta metálica del multímetro/solución de CuSO4. No

se está midiendo en realidad la ΔE individual Cu/Solución.

Si en lugar de solución de CuSO4 usamos agua de mar, o

suero o agua mineral o cualquier otro medio electrolítico,

sucederá lo mismo, esto es, la ΔE que se mida será pro-

ducto de la contribución de al menos 2 interfases electrifi-

131

cadas, la del Cu con el electrolito y la de la punta del mul-

tímetro con el electrolito. El valor numérico de la ΔE será

diferente porque se cambia el electrolito, pero no es el valor

que estamos tratando de determinar.

Si en lugar del Cu ponemos en inmersión una placa de Zn

la ΔE es otra, lo mismo si usamos acero o Ni o Cr, se regis-

trará una ΔE diferente porque cada ΔE es característico del

binomio metal-electrolito.

Serie electromotrizDebido a la naturaleza propia de la medición de la diferen-

cia de potencial de una interfase electrificada, se inventó

una interfase con características que garantizan su estabi-

lidad electroquímica, esto es, que la diferencia de potencial

metal-electrolito no cambie.

Se implementó una barra de platino (Pt) en contacto con

una solución ácida en un recipiente de poco volumen al

cual se le insufla hidrógeno gaseoso, el sistema se mantie-

ne cerrado al ambiente para provocar que en la superficie

de la barra o alambre de Pt se alcance el equilibrio de la

siguiente reacción electroquímica:

2H+ + 2e- H2

La flecha doble se utiliza aquí para indicar que la reacción

de reducción del ión H+ (de izquierda a derecha) se lleva Figura 11. Electrodo normal de hidró-geno: ΔE = 0.00 V.

132

a cavo simultáneamente con la reacción de oxidación del

hidrógeno molecular (de derecha a izquierda). A la diferen-

cia de potencial que se establece entre el Pt y la solución

ácida se le dio por convención el valor de ΔE = 0.00 V. Este

dispositivo es un Electrodo de Referencia y se denomina

como electrodo normal de hidrógeno (enh), que se repre-

senta esquemáticamente en la figura 11. En la parte inferior

del dispositivo se coloca una membrana que permite el

contacto iónico sin mezcla mecánica de electrolitos, lo que

permite hacer una medición entre interfases electrificadas

(Figura 11).

La medición del ΔE de cualquier interfase electrificada se

realiza utilizando un electrodo de referencia y un voltmetro.

Para esto se conecta una terminal del voltmetro al metal

que está en contacto con un electrolito y la otra terminal

al electrodo de referencia, el cual está en contacto con el

electrolito de interés a través de la membrana porosa como

se muestra en la figura 12.

Cuando se mide la ΔE de un metal en contacto con una

solución acuosa de sus iones a temperatura y presión es-

tándar utilizando el enh como electrodo de referencia se

registran una serie de valores de ΔE que permite determi-

nar características de cada interfase electrificada. La serie

de valores de ΔE se le llama serie electromotriz o serie de

potenciales estándar, un ejemplo de lo anterior se mues-

tra en la siguiente Tabla (Figura 13).Figura 12. Medición de ΔE con un electrodo de referencia.

133

Con la información contenida en la serie electromotriz,

se puede determinar el potencial estándar de la celda, de

diferentes reacciones electroquímicas, el cual está dado

por la diferencia absoluta entre los potenciales estándar de

electrodo o sea:

ΔE celda = ΔE0 cátodo - ΔE0 ánodo

Para el caso de la celda tipo Daniell que se estudio anterior-

mente se tiene que:

ΔE 0celda = ΔE 0

Cu - ΔE 0Zn = 0.337 - (-0.763) = 1.1 Volts

Este resultado contesta la pregunta de cómo medir la

diferencia de potencial en una interfase electrificada o

interfase electrodo-electrolito y da validez al uso del enh.

También permite hacer predicciones de lo que sucede si se

hace una celda galvánica con dos metales diferentes.

El metal con el valor de ΔE 0 más positivo o menos nega-

tivo se comporta como cátodo y el de mayor valor negativo

o menor valor positivo será el ánodo. Esto permite selec-

ELECTRODO REACCION E(Volts) Au+3/Au Au+3+3e-=Au +1.498

O2/H2O O2+4H++4e-=2H2O +1.229

Pt+2/Pt Pt+2+2e-=Pt +1.2

Pd+2/Pd Pd+2+2e-=Pd +0.987

Ag+/Ag Ag++e-=Ag +0.799

Hg2+2/Hg Hg2+2+2e-=2Hg +0.788

Fe+3/Fe+2 Fe+3+e-=Fe+2 +0.771

O2/OH- O2+2H2O+4E-=4oh- +0.401

Cu+2/Cu Cu+2+2e-=Cu +0.337

Sn+4/Sn+2 Sn*4+”e=Sn+2 +0.15

H+/H2 2H++2e-=H2 0

Pb+2/pb Pb+2+2e+=Pb -0.126

Sn+2/Sn Sn+2+2e-=Sn -0.136

Ni+2/Ni Ni+2+2e-=Ni -0.250

Co+2/Co Co+2+2e-=Co -0.277

Cd+2/Cd Cd+2+2e-=Cd -0.403

Fe+2/Fe Fe+2+2e-=Fe -0.440

Cr+3/Cr Cr+3+3e-=Cr -0.744

Zn+2/Zn Zn+2+2e-=Zn -0.763

AI+3/AI AI+3+3e-=AI -1.662

Mg+2/Mg Mg+2+2e-=Mg -2.663

Figura 13. Serie electromotriz o de potenciales estándar (Pourbaix, 1974).

134

cionar por ejemplo al Zn o al Al como ánodos de sacrificio

para protección catódica de estructuras de acero al carbo-

no. Cuando se conecta una pieza de Zn a una estructura de

acero y ambos están en contacto con un electrolito, el Zn

se disolverá y la carga eléctrica liberada fluirá al acero al

carbono haciendo que se comporte como cátodo, evitando

así la corrosión del acero.

Sin embargo el uso del enh es muy complicado aún en

el laboratorio, por eso se utilizan otras interfases electri-

ficadas estables capaces de operar en ambientes no tan

controlados. A éstos se les llama electrodos de referencia y

Figura 14. Ejemplos esquemático y real de medición de potencial de corrosión.

operan con el mismo principio que el enh.

La Figura 14 muestra esquemáticamente y en fotografía

la medición de ΔE de la varilla de refuerzo en una estructu-

ra de concreto inmersa parcialmente en agua de mar. Cuan-

do se mide el ΔE de un metal en contacto con un electrolito

que no contiene sus iones se dice que se mide el ΔE de

corrosión. En muchos libros se describe como ECorr.

La medición del Ecorr por sí misma no dice mucho respecto

a la condición en la que se encuentra el refuerzo de acero.

Se requiere entonces establecer parámetros para determi-

nar la condición que guarda el componente o estructura

135

tamente el metal bajo estudio, sí proporciona una buena

aproximación del sistema.

Se hace la medición del Ecorr para una estructura de

concreto reforzada con varilla de acero al carbono como lo

muestra la figura 13, y se compara el valor obtenido con el

diagrama simplificado de la figura 14. En este mapa termo-

dinámico para el Fe aparecen tres regiones o zonas bien

diferenciadas: inmunidad, corrosión y pasivación. Para las

varillas de acero embebidas en concreto el pH de la pasta

de concreto con la que están en contacto es de alrededor

de 12.5 y la condición de pasivo es la que asegura que la

varilla prácticamente no se corroa, lo que correspondería a

ubicarnos en el punto azul del diagrama de Pourbaix del Fe

en la Figura 15. Si el pH cambia por contaminación del agua

de mar o carbonatación del concreto, el potencial de la va-

rilla cambiará. Para una estructura de acero al carbono en

agua de mar y que se encuentra protegida catódicamente,

se espera que el potencial que se mida se ubique por de-

bajo de los -800 mV vs enh y al pH del agua de mar que es

de alrededor de 8.2, la medición debería estar en el punto

verde del diagrama.

Figura 15. Diagrama de Pourbaix del hierro donde se ilustra el cambio de la zona de pasividad a la de inmunidad.

bajo estudio. Para eso, se hace uso de mapas termodiná-

micos que tienen como variables el pH del electrolito y el

ΔE del metal de interés (diagramas termodinámicos E vs

pH o diagramas de Pourbaix). Por ejemplo, para el caso de

estructuras de acero al carbono se utiliza el diagrama de

Pourbaix del Fe en contacto con agua. Si bien no es exac-

136

Comentarios finalesLo expuesto anteriormente es una introducción al interesan-

te mundo del estudio de la electroquímica y de la corrosión.

Sería necesario completar esta introducción con aspectos

termodinámicos de los fenómenos electroquímicos para

poder entender los aspectos cinéticos de la electroquímica

aplicados al estudio de la corrosión, por ejemplo, saber

cómo se determina la rapidez de corrosión. En otros espa-

cios podríamos abordar el tema y ampliar el conocimiento

básico de los problemas de degradación por corrosión de

metales utilizados en los sistemas constructivos.

Se recomienda leer el libro Más allá de la Herrumbre I y II

(Ávila y Genescá, 1987 y 1989), y el capítulo 17 del texto

Fisicoquímica de Castellan (1987), como una buena base

para el estudio de la electroquímica aplicada al proceso de

corrosión de los metales de uso en sistemas constructivos.

137

Fuentes consultadas— L. Shreir, R. Jarman. G. T. Burstein, (Eds). 2000. Corrosion, Vol I,

Metal/environment reactions. Butterworth-Heinemann, Oxford.

— Castellan Gilbert W. 1987. Fisicoquímica, Pearson, México, Capítulo

17, 393-427.

— Reacciones químicas. Disponible en: http://quimicaunmundofasci-

nante.blogspot.mx/2011/06/reacciones-quimicas.html, consultado

en mayo de 2014.

— Lemon Battery, Disponible en: http://www.hilaroad.com/camp/pro-

jects/lemon/lemon_battery.html, consultado en mayo de 2014.

— Pourbaix, Marcel. 1974. Atlas of Electrochemical Equilibria in

Aqueous Solutions, traducido del francés por James A. Franklin,

Segunda edición en inglés, National Association of Corrosion

Engineers, Houston, Texas y Centre Belge d’ Etude de la Corrosion

(cebelcor), Bruselas, Bélgica.

— Ávila Javier y Joan Genescá. 1987. Más allá de la herrumbre, La Cien-

cia desde México, Fondo de Cultura Económica, México D.F.

— Ávila Javier y Joan Genescá. 1989. Más allá de la herrumbre, Vol. II,

La Lucha Contra la Corrosión, La Ciencia desde México, Fondo de

Cultura Económica, México D.F

Jorge Antonio González SánchezDirector científico del Centro de Investigación en Corrosión de la Uni-

versidad Autónoma de Campeche. Ingeniero Químico Metalúrgico por

la Facultad de Química, unam, Maestría en Metalurgia y Ciencia de

Materiales por la Facultad de Química, unam. Doctorado por el Ma-

terials Research Institute, Sheffield Hallam University, Reino Unido.

Miembro del Sistema Nacional de Investigadores sni nivel 2. Cuenta

con múltiples artículos científicos publicados en revistas interna-

cionales y dirección de tesis de doctorado, maestría y licenciatura.

Imparte clases de electroquímica y corrosión desde 1996.

Luis Román Dzib PérezJefe del Departamento de Materiales y Corrosión del Centro de Inves-

tigación en Corrosión, Universidad Autónoma de Campeche. Doctor

en Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México. Maestría

en Metalurgia y Ciencia de Materiales, Universidad Nacional Autóno-

ma de México. Químico Farmacéutico Biólogo, Universidad Autóno-

ma de Campeche. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores

(sni), Nivel 1. Miembro del Cuerpo Académico Consolidado: Ciencia e

Ingeniería de Corrosión.

138

Se han mencionado en otros textos de esta publicación

las principales características, causas y consecuencias del

deterioro del concreto. Entender esto es indispensable al

planear un diagnóstico, más aún para una intervención.

El deterioro resulta de una combinación de circunstancias

provistas por factores como el diseño, prácticas de construc-

ción, materiales, el ambiente y las cargas aplicadas a la es-

tructura, entre otros (The Concrete Society 2000:7). Algunas

alteraciones pueden identificarse visualmente a través de

efectos como manchados o algunas formas de agrietamien-

to, por ello con frecuencia las estrategias de acercamiento

deberían incluir levantamientos desarrollados inicialmente

por arquitectos, ingenieros y/o restauradores, sensibilizados

a la observación de aquellos efectos que sean relevantes,

que podrían o deberían ser complementados por análisis

conducidos por otros profesionales como los ingenieros quí-

micos que indicarán las estrategias más adecuadas, pudien-

do incluir pruebas in situ o muestreos, según lo amerite el

caso o lo permitan las circunstancias del inmueble.



isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

DIAGNÓSTICO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO. USO DE HERRAMIENTAS ELECTROQUÍMICASPARA EL ANÁLISIS DE ELEMENTOSMETÁLICOS ENINMUEBLES

139

En cualquier caso, los especialistas en concretos y estruc-

turas de concreto reforzado han establecido estrategias

plasmadas en recomendaciones, manuales y normas diver-

sas publicadas en diversos lugares del mundo, en las que

se recomiendan inspecciones visuales o mediciones perió-

dicas (Figura 1).

La evaluación integral del grado de afectación y por

supuesto la planeación de los pasos a seguir para resolver

los problemas identificados es una labor que debe realizar-

se en conjunto, considerando no sólo el diseño, las cargas

a soportar y los materiales involucrados, sino el uso, la

significación estética y cultural, los costos, las implicacio-

nes políticas y sociales, etcétera, lo que como de costum-

bre resulta en un asunto complejo que requiere de trabajo

colaborativo para su correcto desarrollo.

En el presente texto se hará referencia a técnicas útiles,

desde el punto de vista de un ingeniero químico, para

identificar y evaluar los daños del concreto y los elemen-

tos metálicos en la estructura, de tal manera que sea posi-

ble tomar una acción pertinente que prolongue su vida de

servicio.Figura 1. Diagrama de flujo de los pasos de la inspección a la propuesta de soluciones. Modificado de The Concrete Society 1994:7.

140

Técnicas de diagnósticoSi bien existen complejas y sofisticadas técnicas de análi-

sis, cabe iniciar por las más accesibles; obviamente por una

cuidadosa observación y registro de aquellas cosas que sí

es posible identificar desde el exterior como los cambios de

coloración y manchado del concreto, y empleando técnicas

como el uso de indicadores ácido-base.

De manera visual: uso de indicadores ácido-base

Como ya se ha explicado, la alcalinidad del concreto puede

ser modificada debido a la carbonatación de los productos

de hidratación del cemento, hasta llegar a valores cercanos

a pH=8. Físicamente no se aprecian cambios en la pasta

que indiquen el avance del proceso de carbonatación, por

lo que se le presta poca atención. Sin embargo, el cambio

químico puede ser visualizado a través del uso de indica-

dores ácido-base, que tienen la propiedad de cambiar de

coloración en diferentes intervalos de pH.

Para el caso del concreto se tienen como indicadores a la

timolftaleína y la fenolftaleína. La timoltaleína toma un color

azul de Prusia en valores de pH mayores de 10.5 y cambia

a incoloro cuando el pH es menor de 9.3, por su parte la fe-

nolftaleína adquiere una coloración rosada para pH mayores

a 10 y cambia a incoloro cuando el pH es inferior a 8.3.

El procedimiento de campo para precisar el avance del

frente de carbonatación en estructuras de concreto consis-

te en romper la sección que se desea inspeccionar. La parte

de la pieza que va expuesta al medio, se toma como punto

de referencia para las mediciones. La aplicación requiere

que primero se limpie de polvo la superficie, se rocíen los

indicadores y se espere de dos a tres minutos para obser-

var la coloración que toman. Generalmente, cerca de la

superficie los indicadores aparecen sin color y sólo adquie-

ren el color violeta a una cierta profundidad y en ocasiones

la coloración azul sólo se ve en la parte más interna de la

pieza de concreto.

El frente de carbonatación es la distancia que aparece

decolorada desde el extremo de la muestra que estaba

expuesto al medio, hasta el punto en que se presenta el

color violeta. En los casos que se observe también la colo-

ración azul, será en la parte que cuente con menor grado de

reacción con el CO2.

141

La Figura 2a muestra un trozo de concreto que fue ex-

puesto al medio marino y rociado con los indicadores

timolftaleína y fenolftaleína. Se observa que ambas sustan-

cias mantienen su color correspondiente al medio alcalino,

es decir azul para la timolfateína y violeta para la fenolfta-

leína: lo que indica que en la pieza el frente de carbonata-

ción es muy limitado y por lo tanto conserva su integridad

química, sin riesgo de promover la corrosión de la varilla.

En la Figura 2b la parte sin coloración muestra una pieza

con un avance considerable de carbonatación; se observa

que la alcalinidad se conserva sólo en el centro del corte.

Figura 2 A.- Coloración de indicado-res aplicados en concreto con poco avance de carbonatación. B.- Colo-ración de indicadores aplicados en concreto con un considerable avance de carbonatación.

Medición de la resistividad

El concreto puede ser un conductor eléctrico. Como resulta-

do de la porosidad del concreto, se tiene un volumen hueco

que puede ser llenado con agua de acuerdo a las condicio-

nes de exposición de la estructura. Cuando está sumergida,

los poros se saturan de agua; en el caso de una pieza de

concreto colocada a la intemperie, la cantidad de agua en

los poros es función de la humedad relativa del medio am-

biente, como se ilustra en la siguiente Figura 3.

La capacidad del concreto para conducir corriente eléc-

trica depende del grado de llenado de los poros: cuando

142

de corriente y se mide una diferencia de potencial, como se

puede ver en la figura 4.

La ecuación para conocer la resistividad se deriva de la

Ley de Ohm y al tomar en cuenta la geometría del campo

eléctrico que genera que dé la siguiente forma:

Donde:

a la distancia de separación entre los electrodos (se

recomienda 2 o 3 cm, de acuerdo al espaciamiento entre

varillas de la armadura),

I el valor de la corriente que circula por el circuito y

V la diferencia de potencial (voltaje) debida a la resisten-

cia del concreto.

Aunque no existe alguna normativa que establezca los

valores de resistividad como parámetro para establecer un

criterio de riesgo de corrosión para el refuerzo de acero, sí

están reportados resultados de estudios que han corrobo-

rado las condiciones para propiciar el inicio y desarrollo del

proceso de corrosión, que se anotan en la Figura 5.Figura 3. Relación de la H. R. ambiental con el contenido de agua en los poros del concreto.

está saturado se alcanza la máxima conductividad y esta

propiedad va disminuyendo a medida que los poros se

van quedando vacíos. La resistividad es el recíproco de la

conductividad y es la forma común de medir y reportar una

característica eléctrica del concreto.

Existen varias técnicas de laboratorio para determinar

la resistividad del concreto, pero la más utilizada en cam-

po consiste de la colocación de cuatro varillas colocadas

equidistantes a través de las cuales se hace pasar un flujo

143

Medición del potencial de corrosiónEl aprovechamiento de una propiedad electroquímica para

el diagnóstico de las estructuras. La condición de esta-

bilidad en la interfase acero-concreto es determinante

para que se mantenga el estado de pasivación o que se

presente la corrosión del acero de refuerzo. Una mane-

ra de aproximar el estado de conservación de la varilla

Figura 4. Diagrama para la medición de la resistividad del concreto.

Figura5. Criterios de probabilidad de corrosión en función de la resistividad (kΩ.cm).

Resistividad (ρ) Probabilidad de corrosión

ρ > 200 kΩ*cm Poco Riesgo

200 kΩ*cm < ρ < 10 kΩ*cm Riesgo Moderado

ρ < 10 kΩ*cm Alto Riesgo

de refuerzo es mediante la determinación del potencial

electroquímico, que mide la situación termodinámica del

acero con respecto al concreto que lo rodea. Es la técnica

electroquímica más simple y de mayor facilidad de ma-

nejo. Aunque la medida de un potencial electroquímico

no aporta información cuantitativa sobre la velocidad de

corrosión, ofrece indicaciones cualitativas que pueden

complementarse con otros ensayos. El procedimiento

para la evaluación de la corrosión del acero de refuer-

zo embebido en concreto está contenido en la Norma

ASTM-C-876-87, la cual establece criterios que relacio-

nan al potencial de corrosión y su condición de corrosión

como se exhibe en la Figura 7.

144

pasivo dependiendo de la cantidad de humedad. También

mencionan que en el caso donde el potencial de corrosión

decrece con el tiempo se debe a que puede o no haber ocu-

rrido despasivación, ya que este decremento de potencial

puede ser asociado con el rompimiento de la capa pasiva

o de la restricción progresiva de suministro de oxígeno a la

superficie del acero (Torres et al 2006:23). Otros reportes

señalan que debido a la variación inherente en permea-

bilidad de un espécimen de concreto reforzado a otro, no

puede ser asumido que estos al ser expuestos a una solu-

ción salina por un largo periodo tenderán con el tiempo a

potenciales más negativos. Así mismo, se menciona que la

medición de potenciales es limitada al contenido de hume-

dad en el concreto, indicando que en condiciones de inmer-

Es un ensayo no destructivo que se realiza conectando

una terminal de un voltmetro de alta impedancia interna al

acero embebido en concreto y la otra terminal del voltme-

tro a un electrodo de referencia. De esta forma se mide un

potencial de media celda, como se ilustra en la Figura 6.

Diversos autores han contribuido en el análisis y crítica

de la técnica, encontrando que el potencial de acero en

concreto es influenciado por el contenido de humedad y

que con un alto contenido de cloruros puede ser agresivo o

Figura 7. Norma ASTM.C-876-87. Criterio de probabilidad de corrosión.

Ecorr vs Electrodo de Cobre/Sulfato de cobre (mV).

Probabilidad de corrosión.

Ecorr > -200 10 % que se presente

-200 < Ecorr < -350 zona incierta

Ecorr < -350 90% que se presente

Figura 6. Medición de Potencial.

145

evitar contaminar los testigos. Otra forma de obtener las

muestras es con porciones de polvo a diferentes profundi-

dades mediante el uso de un taladro que cuente con algu-

nas adaptaciones como una guía para precisar las distan-

cias de penetración de la broca y una bolsa de recolección

de al menos 20 gramos del polvo. Una tercera opción es

desprender un trozo de concreto de la estructura mediante

golpeo con cincel y martillo; este procedimiento es utilizado

particularmente para obras que muestran zonas delamina-

das, lo cual facilita la obtención del pedazo. La cantidad y

los sitios de muestreo se determinan de acuerdo al grado

de deterioro y alcance del estudio a realizar.

Una vez obtenida la muestra con alguno de los procedi-

mientos anteriores, es necesario guardarlas en una bolsa

de plástico bien sellada o en recipientes herméticos e im-

permeables, a fin de evitar que se contaminen. Para los ca-

sos de núcleos y trazos de concreto, se procede a segmen-

tarlos en pedazos de igual longitud partiendo de la sección

expuesta al medio ambiente hasta la correspondiente a

la parte interna de la estructura de concreto, anotando la

distancia como profundidad respecto a la superficie.

sión los potenciales no son totalmente confiables. A su vez,

después de estudios de 5 años con pruebas de laboratorio

y de campo, se encontró una buena correlación entre los

valores de potencial de corrosión y velocidad de corrosión

(Torres et al 2006:23).

Determinación de clorurosComo se ha mencionado, la cantidad del ion cloruro es

determinante para el inicio y desarrollo del proceso de

corrosión del acero de refuerzo, por lo cual su medición es

fundamental en medio marino y en zonas donde se aplican

sales deshielantes sobre las estructuras.

Para conocer el avance de los iones cloruro al interior del

concreto, es necesario tomar muestras en dirección per-

pendicular a la superficie de la estructura que se analizará.

Dependiendo de la disponibilidad de equipo y accesibilidad

en campo, será el tipo de toma de muestra que se determi-

ne. Es recomendable la práctica de extracción de núcleos

para tener certeza de la trayectoria de ingreso de iones clo-

ruro. En este caso, deberá usarse un flujo reducido de agua

para enfriamiento del equipo que no contenga sales para

146

ximen las condiciones bajo las cuales se presenta el pro-

ceso por el cual la materia es transportada de una parte de

un sistema a otra debida a una diferencia de concentración,

fenómeno conocido como difusión. El uso de estas herra-

mientas matemáticas es un apoyo para la predicción de los

tiempos de iniciación y toma de decisiones oportunas.

Consideraciones finalesLa durabilidad de una estructura de concreto depende

tanto del medio de exposición como de su dosificación y

colocación en obra. Es necesario entonces promover una

cultura de supervisión continua que involucre la participa-

ción comprometida de profesionales de diferentes discipli-

nas para elaborar, supervisar, dar seguimiento y hacer las

recomendaciones pertinentes y oportunas de reparación

y/o rehabilitación para contar con obras civiles de concreto

confiables, seguras y durables.

La preparación de la muestra para los análisis de conte-

nido de cloruro consiste de pulverizar en mortero con mano

de porcelana, hasta que pasen por una malla No. 200. El

polvo que se colecta es sometido a diferentes condiciones,

de acuerdo al tipo de determinación que se desea realizar:

cloruro libre o cloruro total. En ambos casos, la medición

se realiza por vía húmeda, siendo posible aplicar los mé-

todos volumétricos de Volhard y/o Mhor o por potenciome-

tría con electrodo de ión selectivo, de acuerdo a la norma

ASTM C-1152.

Con los datos adquiridos se traza la gráfica de la concen-

tración de ión cloruro en función de la profundidad. Gene-

ralmente se forma una línea de tipo parabólica, con una

concentración elevada en la superficie de la muestra, que

va disminuyendo a medida que la profundidad es mayor.

A esta gráfica se le conoce como perfil de penetración de

cloruro y es posible saber si ya se tiene una cantidad de

cloruro crítica al nivel de colocación de la armadura.

Un método que ha reducido el tiempo para estimar perfi-

les de concentración de cloruro a periodos prolongados, es

el empleo de ecuaciones matemáticas avanzadas que apro-

147

Fuentes consultadas— Bockris, John O’M, Amulya K.N. Reddy, y Maria E. Gamboa-Aldeco.

1998. “Fundamentals of Electrodics”, en Modern Electrochemistry

2A, Public Academic/Plenum Publishers, Nueva York.

— Torres Acosta, Andrés A, Pérez Quiroz, Trinidad, Ramírez Rentaría,

agusto J, Martínez Madrid, Miguel. 2006. Estudio de la corrosión en

barras de acero inoxidable en conreto conataminado por cloruros

cuando se le aplican esfuerzos residuales, Publicación Técnica No.

287, Secretaría de Comunicaciones y Transportes, Instituto Mexica-

no del Transporte, Sanfandila, Querétaro.

— The Concrete Society, 2000, Diagnosis of Deterioration in Concrete

Structures. Identification of defects, evaluation and developmetn of

remedial action, Concrete Society Technical Report No. 54.

Lecturas recomendadas— cyted, “Manual de Inspección, evaluación y diagnóstico de corro-

sión en estructuras de hormigón armado”, Brasil, 1997.

— S. Feliú y C. Andrade, “Manual de inspección de obras dañadas por

corrosión de armaduras”, Acor, Madrid, 1989.

Normas referidas en el texto— ASTM C876 – 09, “Standard Test Method for Corrosion Potentials of

Uncoated Reinforcing Steel in Concrete”, 2009.

— astm C1152/C1152M-03. Historical Standard: astm C1152/C1152M-03

Standard Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Con-

crete.

Tezozomoc Pérez LópezIngeniero Químico, Maestro en Metalurgia y Doctor en Ciencias Quími-

cas por la Facultad de Química de la unam. Profesor e Investigador del

Centro de Investigación en Corrosión (cicorr) de la Universidad Autó-

noma de Campeche desde 1995. Director Científico del cicorr de junio

de 2002 a abril de 2011. Investigador Nacional del Sistema Nacional

de Investigadores Nivel II. Asesor de proyectos del Instituto Mexicano

del Transporte (imt), responsable de proyectos de investigación con

financiamiento externo.

Jannen Contreras VargasLicenciada en Restauración de Bienes Muebles (encrym-inah, Mé-

xico); Maestra en Ciencias, Conservación Forense (Universidad de

Lincoln, Reino Unido). Acreedora al Premio Nacional inah Paul Core-

148

mans en dos ocasiones. Titular del Área de Conservación de Patrimo-

nio Cultural Metálico y participante en asignaturas de ciencia aplicada

a la restauración del patrimonio cultural, en la encryym desde 2001.

Su actividad se centra en el estudio del patrimonio cultural metálico,

sus mecanismos de alteración, posibilidades para su tratamiento y

evaluación. Participa en proyectos de investigación conacyt, papiit y

promep-sep.

149

IntroducciónLa termografía infrarroja (IRT por sus siglas en inglés:

Infrared Thermography) fue inventada para aplicaciones

militares, pero ha ampliado rápidamente su uso en el

ámbito civil desde los años 70. Debido a sus múltiples

ventajas ha llegado a ser una herramienta ampliamente

utilizada como método de análisis no destructivo remoto

y con capacidad para inspeccionar o analizar sin contac-

to físico un objeto, o incluso un inmueble, para detectar

fallas o fracturas.

La termografía infrarroja es, entre las técnicas no des-

tructivas, una herramienta importante para la investiga-

ción del patrimonio cultural en los estudios de estructuras

arquitectónicas históricas (e,g. Avdelidis y Moropoulou

2004; Imposa 2010; Bisegna et al, 2013; Paoletti et al,

2013), donde para los tratamientos de restauración o

conservación se busca identificar y registrar daños en las

estructuras, como por ejemplo en mosaicos y frescos (Mo-

ropoulou et al, 2013).

José R. Ortega Ramírez

LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA PARA LA DOCUMENTACIÓN DE INMUEBLES

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

150

La termografía infrarroja ha tenido una amplia aplicación

en los diagnósticos rápidos de edificios, así como en la

identificación de las texturas y discontinuidades en muros,

en estructuras escondidas (e.g., Imposa 2010), en los sis-

temas de fracturas, en la detección de daños estructurales

y en la resolución de problemas de humedad en edificios

(e.g. Grinzato et al, 1998) y obras de arte ( e.g. Abrosini et

al, 2010). En ingeniería civil se incluye su uso para puentes

y carreteras, pavimentos asfaltados, sistemas de alcantari-

llado, drenaje, canales y acueductos, dentro y fuera de edi-

ficios (cf. Buyukosturk 1998); incluso se ha propuesto como

un método importante para identificar daños causados por

terremotos en las estructuras de edificios históricos (Biseg-

na et al 2013).

Principios básicosEl método se basa en la propiedad física que tiene todo

cuerpo o material de emitir energía continuamente a partir

de una temperatura superior al cero absoluto en grados

Kelvin (~ -273°C), a la que se le denomina como radiación

térmica, misma que es transmitida al espacio en forma de Figura 1. Espectro electromagnético. Obsérvese que el infrarrojo se encuentra entre 1 y 100 µm.

151

ondas electromagnéticas infrarrojas. Las ondas infrarrojas

constituyen parte del espectro electromagnético en el ran-

go entre 1 y 100 µm (Figura 1).

Midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del

espectro electromagnético es posible convertir sus valores

en temperatura, a través de la ley de Stefan-Boltzmann.1

De acuerdo a ésta el coeficiente de emisividad (ε) se defi-

ne como la capacidad de un material para emitir energía

radiante en forma de ondas electromagnéticas e indica la

radiación de calor de un “cuerpo gris” comparado con la

radiación de calor ideal de un “cuerpo negro” con un coe-

ficiente de emisividad de 1 (ε=1). Como los coeficientes de

emisividad varían con la temperatura, idealmente considera-

mos los valores de comparación estandarizando a 300°K (cf.

en la Figura 2), dado que a esta temperatura se ha demos-

trado que teóricamente se obtiene el pico de la radiación o

el valor más elevado con una longitud de onda de 100 μm.

La energía emitida por un “cuerpo negro” o “radiación de

cuerpo oscuro” toma la forma de un campo electromagnéti-

1 La ley de Stefan-Boltzmann: ф= ε σT4, establece que el flujo radiactivo por unidad de superficie de un material se relaciona con la cuarta potencia de la temperatura absoluta T, donde σ es la constante de Stefan-Boltzmann (σ = 5.670373(21)×10−8 W m−2 K−4 ), ε el cociente de emisividad de un material y T la temperatura en °K.

Material Valor del coeficiente de emisividad

Aluminio commercial en lámina 0.09Aluminio bruto 0.07Asfalto 0.93Basalto 0.72Pintura epóxica negra 0.89Ladrillo rojo 0.9Ladrillo de cerámica 0.75Concreto 0.85Cobre electropulido 0.03Cobre cubierto con una capa de óxidos 0.78Granito 0.45Yeso 0.85Hielo 0.97Hierro pulido 0.14-0.38Pintura 0.96Papel 0.93Arena 0.76Plata pulida 0.02-0.03Acero pulido 0.072Agua 0.95-0.963Madera de encino 0.91

Figura 2. Ejemplo de la variación de los valores de emisividad de algunos mate-riales a temperatura de 300°K.

152

co, presentando una relación de intensidad contra amplitud

de onda, cuya gráfica se asemeja a una curva en forma de

campana (curva normal o gausiana) y en donde el punto

máximo muestra la amplitud de onda en la cual la intensidad

de la radiación es mayor. La amplitud de onda depende de la

temperatura en grados Kelvin del objeto: entre más alta sea

la temperatura, más cortas serán las amplitudes de onda y

la radiación será más intensa. La amplitud de onda y la tem-

peratura se relacionan por una función que incluye la cons-

tante de Wien2 que es resultado del producto de la tempera-

tura termodinámica de un “cuerpo negro” en grados Kelvin y

la amplitud de onda de su pico energético en metros.

El calor es una forma de energía asociada al movimien-

to de los átomos y moléculas; al calentarse se mueven y

chocan con sus vecinos transmitiendo la energía térmica.

La radiación de calor puede ser vista como la propagación

de ondas electromagnéticas dentro de un rango de longitud

que varía de 0.75 a 100 μm, correspondiente a la radiación

infrarroja, situada en el espectro electromagnético entre el

espectro visible y las microondas (cf. Figura 1). El intervalo

es subdividido en regiones que van desde el cercano infra-

rrojo de 0.75 a 3 μm, el infrarrojo medio de ondas cortas de

3 a 6 μm, el lejano infrarrojo de ondas largas de 6 a 15 μm y

el extremo infrarrojo de 15 a 100 μm ( cf.Figura 2).

Gracias a su capacidad para introducirse entre las capas

superficiales de los materiales y de acuerdo con la teoría de

la “radiación de los cuerpos oscuros”, a través de la utiliza-

ción de procesos polinomiales para convertir los valores de

los matices de grises (g) obtenidos de la cámara infrarroja

a temperatura (cf. Figura 2) (T)3, es posible identificar, de

manera no destructiva, aspectos relacionados con la altera-

2 Constante de Wien: la relación entre la temperatura termodinámica de un objeto que radía energía electromagnética (“cuerpo negro”) y la amplitud de onda a la cual la intensidad de la radiación es mayor. La constante se define por: σw = 2.898 x 10 -3 metros-kelvin (0.2898 centimetros-kelvin).

Sub-regiones Longitudes de onda λ (µm)

Cercano infrarrojo 0.75 -3Medio infrarrojo 3-6Lejano infrarrojo 6-15Extremo Infrarrojo 15-100

Figura 3. Subregiones del infrarrojo y sus equivalentes en micras de longitudes de onda.

153

• Convección: La convección implica la transferencia de

calor de un punto a otro de un material mediante un flui-

do. Generalmente tiene que ver con el aire modificando

la temperatura de un material. El efecto de convección

en las estructuras de concreto suele ser importante

porque las medidas suelen hacerse en campo y a veces

la velocidad del viento puede alterar las medidas.

Cuando se requiere de análisis cuantitativos, es necesario

llevar a cabo estudios experimentales para “predecir” el

comportamiento térmico de la superficie examinada, ya sea

analíticamente o a través del modelado de la transferencia

de calor, por medio de procesos matemáticos de diferen-

cias finitas o de elementos finitos.

La termografíaAunque con algunas limitaciones, la termografía infrarroja

es un método de diagnóstico, remoto, no destructivo, rápi-

ción de obras pictóricas con la radiación infrarroja de onda

corta (de 3 a 6 μm) y también es posible identificar pigmen-

tos que presentan una respuesta espectral en la región del

cercano infrarrojo (de 0.75 a 3 μm), mientras que las ondas

del lejano infrarrojo (de 6 a 15 μm) corresponden a la radia-

ción térmica emitida por la superficie examinada del objeto.

La transferencia de calor tiene lugar en tres principales

modos llamados: de conducción, convección y radiación.

El que más nos interesa es el de radiación, ya que es éste

el que detectan las cámaras de infrarrojo; sin embargo, los

otros modos tienen que ser conocidos y entendidos para

valorar las limitaciones de la técnica de análisis por termo-

grafía infrarroja.

• Conducción: Este mecanismo de transferencia de ca-

lor se observa cuando se introduce una cantidad de

energía calorífica en un punto de un material, y esta se

propaga a todo el resto.

3 Por medio de la ecuación T(°C) – 13.4 0.05g 1.6x10-5g2 – 2.2x10-9 g3, válida para un rango dado de temperatura producida por una superficie con una alta emisividad y observada a una corta distancia en una atmosfera considerada transparente, en la banda espectral de interés y donde la absorción se limite de 3 a 5 µm (ondas cortas) o de 8 a 12 µm (ondas largas) (cf. Maldague, 1994).

154

do y que provee información cualitativa y cuantitativa. Se

basa en el principio de que las anomalías que se encuen-

tran bajo la superficie de un material causan diferencias de

temperatura detectables, es decir; la termografía registra la

radiación emitida por la superficie de un material y a partir

de ella produce una imagen térmica visual.

En la mayoría de los sistemas de termografía infrarroja

se usa una cámara térmica, o cámara infrarroja, que cuenta

con un detector sensible al infrarrojo. Estos dispositivos

forman imágenes luminosas visibles al ojo humano, que

muestran los contrastes de la radiación calorífica a partir de

las longitudes de onda de la zona del infrarrojo del espectro

electromagnético producidas por los cuerpos observados.

Tipos de termografíaSegún el problema de inspección a resolver, el análisis ter-

mográfico infrarojo será pasivo o activo. Cuando los defec-

tos (anomalías) provocan una diferencia térmica localizada,

la técnica pasiva –que consiste en dirigir directamente una

cámara infrarroja sobre los lugares sospechosos–, permite

rápidamente identificar los problemas por simple visualiza-

ción de las zonas anormalmente calientes en las imágenes.

En cambio, para evaluar defectos que no provocan diferen-

cias anormales de temperaturas por ellos mismos (como es

el caso de las fisuras, delaminaciones, desprendimientos,

inclusiones de materiales extraños y de la porosidad), se

aplica el método activo.

Termografía pasiva. Se basa en la primera y segun-

da ley de la termodinámica, en donde la temperatura es

un parámetro esencial a medir. Proporciona un perfil de

temperaturas en donde la variación o anormalidad puede

indicar una anomalía en el objeto. Si el objetivo es loca-

lizar o ubicar anomalías térmicas, la termografía pasiva

resulta cualitativa.

Las aplicaciones más comunes de la termografía pasiva

son en la medicina y diagnóstico, en el análisis de edificios,

de componentes y procesos de mantenimiento. La identifi-

cación de las anomalías suele basarse en reglas empíricas

aplicadas por personal especializado; sin embargo, existen

investigaciones más complejas que emplean medidas cuan-

titativas, en cuyo caso es necesario realizar un modelado

térmico. Pero, por ejemplo, si la “mancha de calor” es de 1°

155

Para la caracterización cuantitativa es necesario llevar a

cabo estudios experimentales para “predecir” el comporta-

miento térmico de la superficie examinada, ya sea analítica-

mente o a través del modelado de la transferencia de calor

por medio de procesos matemáticos de diferencias finitas

o de elementos finitos, para lo cual existen varios paquetes

de cómputo ad hoc, como el software cosmos/mMR y Ther-

moHeat 3D ( cf. Krapez et al, 1991).

Existen varios modos de estimulaciones térmicas para

la termografía activa, como termografía pulsada, calenta-

miento de paso, termografía fija y vibrotermografía.

• Termografía pulsada. Básicamente, la termografía de

pulso (PT: pulsed thermography) consiste en un breve

calentamiento aplicado al espécimen en estudio, ya

sea por medio de un rayo láser o de luz, o con una línea

de lámparas de aire de chorro frío o caliente, y en un

registro del enfriamiento o disminución de la curva de

temperatura contra tiempo.

Cualitativamente, la temperatura del material cambia

rápidamente después del pulso térmico inicial debido

a 2°C, es sospechoso, mientras que una diferencia de 4°C

es ya una evidencia fuerte de un comportamiento anormal.

Termografía activa. Las medidas se realizan calentando el

objeto y registrando la radiación infrarroja emitida durante su

enfriamiento para conocer el comportamiento diferencial de la

inercia térmica de los materiales dentro del primer centímetro.

Esta técnica puede ser usada para investigar la estructu-

ra y la composición de muros por medio de la temperatura

de superficie, influida por la propagación del calor interno

y por las condiciones ambientales. La variación de algu-

na de estas dos últimas, ya sean natural o artificialmente

inducidas, causa un desequilibrio térmico que puede ser

fácilmente visualizado a través de la termografía infrarroja.

Del mismo modo, la variación de la temperatura en espacio

y tiempo puede revelar discontinuidades bajo la superficie,

producidas ya sea por el aumento de la humedad, fracturas

u otro tipo de defectos.

La termografía activa tiene una gran variedad de aplicacio-

nes como método de análisis no destructivo; además, como

se conoce el tiempo cero, inicial del estímulo térmico exter-

no, es posible entonces una caracterización cuantitativa.

156

anterior, la termografía pulsada o de pulsos ha demos-

trado ser útil para inspección de superficies, fracturas,

delaminaciones, daños por impactos, desprendimientos

y humedad, así como para evaluaciones de propiedades

termofísicas en toda clase de industrias, como la ae-

roespacial, metal, construcción, etcétera.

• Termografía de calentamiento de paso de pulsos lar-

gos (sh: Step heating long pulse). Contrariamente a la

termografía de pulso, el calentamiento escalonado de

pulsos largos nos permite monitorear el aumento de

la temperatura de la superficie durante la aplicación

de la misma y las variaciones de ésta con el tiempo

se relacionan con las características del espécimen.

Esta técnica es referida algunas veces como radio-

metría infrarroja temporal o trir (siglas en inglés de

Time-Resolved Infrared Radiometry) y tiene varias

aplicaciones, como la evaluación de espesores de

revestimientos en multicapas (e.g. Spicer et al. 1991),

entre otras.

a la propagación por difusión del frente térmico bajo la

superficie, y también debido a la radiación y pérdidas

por convección. La presencia de alteraciones modifica la

proporción de la difusión, por ello cuando observamos

las imágenes térmicas de la superficie, los defectos

aparecen en áreas de diferente temperatura con res-

pecto a las áreas en buen estado, una vez que el frente

térmico los alcanza; consecuentemente los defectos

profundos se observarán más tarde y con contraste

reducido.4

Existen dos limitaciones de la termografía infrarroja

pulsada: la primera, relacionada con la profundidad de

sondeo que será generalmente somero; la segunda,

vinculada con un contraste térmico débil. Una regla

empírica dice que “el radio del defecto más pequeño

detectable deberá ser al menos uno o dos veces más

grande que su profundidad bajo la superficie”. La regla

es válida para materiales homogéneos e isotrópicos y

es más complicada para los isotrópicos. No obstante, lo

4 De hecho, la observación en tiempo t es función (en una primera aproximación) del cuadrado de la profundidad z, y la pérdida del contraste térmico c es proporcional al cubo de la profundidad. t~ Z2/α c ~ 1/Z3, donde a es la difusividad termal del material.

157

La aplicación de lt es atractiva para la investigación de

bienes culturales, pues es posible aumentar la tempe-

ratura sin ningún daño para identificar diferencias muy

finas entre capas de pinturas, yesos y/o concreto, así

como para identificar detalles útiles en la comprensión

de la composición de baldosas o mosaicos. Sin duda,

son necesarios exámenes específicos para asociar las

variaciones del ángulo de fase con las variaciones de

las propiedades de los materiales (densidad, porosidad,

dureza, etcétera).

La principal limitación de esta técnica es la disponibi-

lidad de frecuencias para la modulación del flujo de

calor, el cual no es suficiente para detectar defectos

profundos.

• Vibrotermografía (VY: Vibrothermography). Es una

técnica en la que las vibraciones mecánicas producidas

fuera de la estructura se convierten en energía térmica,

liberando calor por fricción exactamente en los lugares

donde se encuentran los defectos, tales como fracturas

• Termografía fija (lt: Lockin thermography). Se basa en

las ondas termales generadas dentro del espécimen al

ser sometido a un calentamiento permanente (e.g. Busse

et al 1992). El espécimen se somete a un calentamiento

modulado sinusoidal con una frecuencia de ondas térmi-

cas dispersivas altamente atenuadas dentro del material,

cercanas a la superficie. Las oscilaciones de temperatura

resultantes en un régimen estacionario son registradas

y las imágenes de fase y de magnitud de las ondas se

relacionan con el tiempo de propagación térmica.

Uno de los puntos fuertes de la técnica lt son las

imágenes de fase, las cuales son relativamente inde-

pendientes de los aspectos ópticos (reflexiones) de la

superficie de los objetos analizados. El rango de profun-

didad de la magnitud de la imagen aproximada es dada

por la amplitud de la difusión térmica5. Entre más alta la

modulación de frecuencia menor será la profundidad de

sondeo, mientras que, entre más baja sea la frecuencia

mayor será la profundidad sondeada.

5 Amplitud de la difusión térmica m expresada por: m = √ 2k wrc, donde k es la conductividad, r la densidad, c el calor específico y w la modulación de frecuencia.

158

y delaminaciones. Si aumenta o disminuye la frecuencia

de excitación mecánica los gradientes térmicos locales

aparecen y desaparecen con una frecuencia de resonan-

cia específica.

Las aplicaciones más típicas de esta técnica son la de-

tección de corrosión, fracturas verticales y delaminacio-

nes. Aunque los avances en la tecnología han facilitado

la obtención de las imágenes térmicas, los contrastes y

la resolución necesitan todavía ser mejoradas, particu-

larmente las técnicas de posprocesamiento tales como

el filtrado digital, incluyendo la convolución y la des-

composición en ondículas.

Aplicaciones y adquisición de datosLa aplicación práctica de la termografía en los diagnósticos

o evaluaciones de inmuebles incluye la evaluación de los

patrones térmicos de las superficies y la variación de la

temperatura en espacio y tiempo. Estos estudios pueden

revelarnos discontinuidades debajo de la superficie, hume-

dad, fracturas u otras clases de defectos. Por ejemplo, en

los acabados arquitectónicos de yeso su desprendimiento

genera huecos que contienen aire, y éste, al tener una ca-

racterística aislante, modifica el flujo de calor. Igualmente,

la detección de fracturas en concreto de manera visual pue-

de ser un trabajo lento y poco eficiente, mientras que con la

termografía infrarroja, al calentar al concreto con microon-

das, estas son más fáciles de identificar, y se vuelve más

útil cuando se aplica a estructuras de concreto con fractu-

ras húmedas. Asimismo, como la mayoría de los materiales

de construcción tienen valores de emisividad dentro del

rango de 0.90 a 0.95, esto hace posible obtener la medida

precisa de su temperatura, aunque existen materiales con

valores de emisividad inferiores, como los metales y los

materiales con superficies muy reflectoras.

Para la toma de datos es necesario tener en cuenta los

parámetros ambientales, tales como la temperatura, la ve-

locidad del viento y la distancia del objetivo u objeto estu-

diado. Por ejemplo, una mayor insolación durante el día au-

mentará la temperatura del objeto, mientras que el viento

puede causar el efecto contrario. Del mismo modo, la lluvia

provoca una disminución de la temperatura de superficie a

través de la conductividad y de la evaporación. En todos los

159

todos los casos, sin embargo, será necesaria de una cáma-

ra de infrarrojo, un magnetoscopio video, una unidad de

tratamiento (micro-computadora) y programas de cómputo

para el procesamiento de los datos.

Para la técnica de termografía activa se requiere un

equipo formado al menos por dos cámaras digitales con

diferentes sensores para inspecciones o sondeos nir

(Near Infrared: ondas cortas) y fir (Far Infrared: ondas

largas) con filtros de color sensibles en el rango de 350

a 1100 nm, y puedan generar imágenes de al menos 14

bites, además de unidades de calentamiento como lám-

paras o elementos radiativos o de enfriamiento (líneas de

chorros de aire). (cf. Figura 4).

Ventajas y desventajas de la termografía infrarrojaLa termografía infrarroja nos ayuda a evaluar la presencia

y magnitud de la dispersión del calor en las paredes, así

como en identificación de fracturas, fugas de agua, in-

filtraciones en la mampostería, el desprendimiento de la

cubierta de yeso en acabados, daños en techos, etcétera, Figura 4. Sistema de Termografía activa con cámaras de infrarrojo para ondas cortas y largas.

casos, cualquier cambio ayudará a identificar anomalías y

rasgos texturales y/o estructurales del objeto analizado.

Equipo necesarioDependiendo si el análisis termográfico infrarojo será pasi-

vo o activo se requerirá una instrumentación específica. En

160

lo mismo en arquitectura rural que en obras monumenta-

les, pero como todas las técnicas analíticas tiene ventajas y

desventajas, las ventajas son:

1. Rápida inspección de objetos y/o muros con una alta

resolución y un rango grande de temperatura.

2. No existe contacto entre la cámara infrarroja y el objeto

analizado; la separación entre estos puede ser de algu-

nos milímetros hasta kilómetros.

3. Seguridad, pues no provoca radiaciones dañinas; sin

embargo la estimulación externa alta, sobre todo cuan-

do se utiliza flashes, requiere de pantallas adecuadas y

la toma de datos puede realizarse ya sea en el día o en

la noche.

4. Versatilidad de posprocesamiento y resultados relativa-

mente fáciles de interpretar.

5. Dado que la radiación térmica puede penetrar el humo

y la niebla más rápidamente que la radiación visible, los

objetos visualmente oscuros pueden ser identificados

rápidamente.

6. Amplio rango de aplicaciones.

Figura 5. Configuración mínima de un sistema de termografía infrarroja. Figura modificada de X. Maldague 1990. 1) Las cámaras capturan la información térmica y la transmiten a una computadora personal para su almacenamiento y posterior procesamiento. Estas cámaras deben ser capaces de registrar diferen-cias de temperatura hasta de 0.08°C. 2) Una fuente de infrarrojos (sistema de lámparas). 3) Un software específico y una microcomputadora para el procesa-do de los datos (Figura 3).

161

Por su parte, las desventajas son:

1. Dificultad para uniformizar una gran cantidad de energía

en cortos periodos, sobre grandes superficies.

2. Efectos de pérdidas y perturbaciones térmicas (convec-

tivas, radiactivas y conductivas). Como la radiación que

alcanza al sistema de imagen térmica no es únicamente

función de la temperatura del objeto mismo, sino tam-

bién de su emisividad, y dado que ésta varía en función

del tipo de material y de la brillantez de los diferentes

objetos de sus alrededores, la temperatura relativa

del objeto estudiado se verá alterada. Igualmente al

exterior, la atenuación de la radiación en la atmósfera

causada por la absorción de la energía por las partí-

culas suspendidas y la subsecuente rerradiación en

direcciones aleatorias, puede afectar la toma de datos

y, consecuentemente, los resultados. Otros factores que

pueden también afectar son la temperatura y la hora del

día, o si el objeto es calentado o enfriado.

3. Costo del equipo (cámara infrarroja, unidades de estimula-

ción térmica para termografía activa, software y hardware).

4. Limitación de capacidad para detectar cambios medi-

bles de las propiedades térmicas profundas, lo que re-

duce la posibilidad de inspeccionar debajo de la superfi-

cie de materiales de espesores gruesos.

ConclusionesLa termografía es una técnica todavía joven que ofrece

múltiples posibilidades para la evaluación no destructiva

de materiales y estructuras. En el campo de los inmuebles

ha sido experimentada en diferentes aplicaciones, desde

la determinación de pérdidas de calor en áreas urbanas,

pasando por la predicción de rupturas estructurales, hasta

el análisis de problemas relacionados con la humedad en

edificios.

A través de un correcto diseño metodológico que permita

determinar correctamente el empleo de la técnica activa o

pasiva, se ha reconocido a la termografía infrarroja como

una excelente herramienta para la identificación rápida de

texturas de mampostería, estructuras escondidas (anti-

guas puertas tapiadas, ventanas y cavidades), patrones de

fracturamiento y distribución de la humedad en muros, así

162

como en la investigación de estructuras históricas en don-

de el tratamiento de la restauración o conservación pueden

causar daños irreversibles a la estructura.

Finalmente, la termografía integrada con diferentes méto-

dos no destructivos puede ser usada también en el estu-

dio de diferentes obras de arte, tales como pinturas sobre

madera, mosaicos y frescos.

163

Fuentes Consultadas— Ambrosini, D., Daffara, C., Di Biase, R.,Paoletti, D., Pezzati, L.,Be-

llucci, R. y Bettini, F. (2010). “Integrated reflectography and ther-

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tings using surface and subsurface heating”, en Thermosense xiii,

Proc. SPIE, G. S. Baird ed., 1467: 311-321.

164

José R. Ortega RamírezDoctorado y Maestría por la Université Louis Pasteur de Strasbourg I,

Francia; Estudios Superiores Especializados en Informática en el Ins-

titut Supérieur d’Informatique et Automatique de Lorraine de la Univer-

sidad de Nancy I, Francia y Licenciatura en Ingeniería Geológica por el

ipn. Investigador Titular “C”, Responsable del Laboratorio de Geofísica

del inah, y es responsable y corresponsable de proyectos de investi-

gación financiados por el conacyt, unam, inah.

Cuenta con diversos artículos arbitrados, de divulgación, capítulos y

libros como primer autor y coautor. Es revisor de Journal of Geophysics.

165

Destruyendo mitosLa labor de destruir mitos resulta un trabajo contracorrien-

te; especialmente en el caso de que el relato fantasioso

tuviera varios años de existencia, porque el tiempo per-

mite el enraizamiento de estas historias. Esto es lo que

ha pasado con la protección legal del Patrimonio de los

siglos xix y xx.

Hace aproximadamente veinte años, a invitación de mi

muy estimado y recién fallecido Dr. Salvador Diaz-Berrio

Fernández, tuve el honor de incorporarme como profesor

de la materia de “Legislación del Patrimonio Cultural” en

la Maestría en Conservación de Bienes Culturales Inmue-

bles, así como posteriormente también en la Licenciatura

en Restauración de Bienes Muebles, en la Escuela Nacional

de Conservación, Restauración y Museografía “Manuel del

Castillo Negrete” del Instituto Nacional de Antropología

e Historia (encrym). A la fecha he seguido estrechando y

fortaleciendo mi relación con el encrym y los grupos de

alumnos a los que he tenido el privilegio de enseñar.

José Ernesto Becerril Miró

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

LA PROTECCIÓN DEL PATRIMONIO CULTURAL DE LOS SIGLOS XIX Y XX. NAVEGANDO EN AGUAS INCIERTAS

166

sición fundamental para entender el alcance de nuestra

legislación federal:

Artículo 5º.- Son monumentos arqueológicos, artísticos,

históricos y zonas de monumentos los determinados ex-

presamente en esta Ley y los que sean declarados como

tales, de oficio o a petición de parte.

Este artículo nos explica dos criterios que la legislación fe-

deral adopta para determinar si un bien o zona está prote-

gido o no: la determinación de su valor cultural (es decir, el

valor arqueológico, históricos o artístico), y por otra parte,

los procedimientos que la propia lfmz para que se reco-

nozca este valor (en otras palabras, ya sea por disposición

propia de la ley o mediante una declaratoria).

Por lo que respecta a los valores culturales que la Ley

protege, los monumentos arqueológicos abarcan todos los

bienes y testimonios productos de las culturas localizadas

en el territorio nacional antes del establecimiento de la

cultura hispánica en el país (lfmz, Congreso de la Unión

1972: art. 28); los monumentos históricos están vinculados

En el desarrollo de mi materia existe una clase a la cual

denomino “el tiempo de matar mitos”. ¿Por qué llamo de tal

manera a esta clase? Porque estamos enfocados a entender

cuáles son los bienes protegidos por la Ley Federal sobre

Monumentos y Zonas Arqueológicos, Artísticos e Históricos

(que abreviaremos como: lfmz) (Congreso de la Unión 1972).

Mis alumnos heredan de muchos profesores una visión lineal

de las diferentes categorías patrimoniales protegidas. ¿Qué

quiero decir con una “visión lineal”? Bueno, este concepto

significa que la identificación de los bienes culturales se

rigen por criterios temporales. Expresamente, muchos de mis

alumnos señalan al inicio de esta clase que los monumentos

arqueológicos son aquellos bienes producidos hasta antes

de 1521, los monumentos históricos son aquellos bienes

anteriores a 1900 y que a partir de esa fecha, los demás

bienes culturales son monumentos artísticos. Partiendo de

una lectura clara de la Ley no existe nada más alejado de la

realidad. Éste es uno de los grandes mitos relacionados con

la protección legal del Patrimonio Cultural.

Durante mi exposición, propongo a los alumnos revisar lo

establecido en el artículo 5º de la lfmz, que es una dispo-

167

ricos y artísticos protegidos, por la ley y por otra parte,

pero no menos importante, en los procedimientos para

reconocer estos valores. Esto es lógico: una cosa es hablar

de que un objeto tiene un valor cultural y otra, los proce-

sos legales que se tienen que cumplir para que el Estado

le reconozca tal derecho. Esta “manera de trabajar” de la

propia ley nos obliga a pensar que mientras un bien no

cumple con los procesos establecidos por dicho valor, no

podrá considerarse como un monumento y, por tanto, no

sería protegido por la ley.

Son dos los procesos que el artículo 5º de la lfmz es-

tablece: por una parte, cuando existe un reconocimiento

automático de la propia ley en relación con ciertos bienes

para ser protegidos de una manera automática: por ejem-

plo, los monumentos arqueológicos por el simple hecho de

ser testimonios de culturas anteriores al establecimiento

de la hispánica son preservadas de manera inmediata por

la ley; por otra parte, existen otros bienes culturales que

requerirán de la emisión de una declaratoria por parte del

Presidente de la República o del Secretario de Educación

Pública para ser objeto de conservación desde el punto de

a la historia de nuestra nación a partir del establecimiento

de la cultura hispánica en nuestro país ya sean por disposi-

ción de ley o por declaratoria (lfmz, Congreso de la Unión

1972: art. 23), y los monumentos artísticos son aquellos

bienes con valor estético relevante (lfmz, Congreso de la

Unión 1972: art. 33). En una lectura estricta de estas tres

definiciones y disposiciones jurídicas de la lfmz, no vemos

ninguna referencia específica a una fecha o a un siglo.

En este momento hacemos un primer cuestionamiento:

¿Dónde encontramos una disposición jurídica específica

que sostenga la idea de que existe un criterio lineal para

la identificación de los bienes culturales protegidos por la

lfmz? La respuesta es que esta idea no es real, ni concor-

dante con la idea de la cultura en nuestro país.

Entonces, ¿dónde ha surgido la confusión? La respuesta

sería una mala interpretación de diversas disposiciones de

la lfmz.

Seamos más claros: quisiéramos regresar a lo dispuesto

en el artículo 5º de la lfmz: como lo expresamos anterior-

mente, este dispositivo legal debe dividirse en dos partes:

en la determinación de los valores arqueológicos, histó-

168

vista legal, como sucede con los monumentos artísticos,

pues todos ellos requieren de una declaratoria para ser

considerados como tales.

Pero en el caso de los monumentos históricos nos encon-

tramos con una situación especial, porque el artículo 35 de

la lfmz no se constriñe a la existencia de bienes históricos

declarados así por la propia ley, sino que abre la posibili-

dad de que puede haber otros bienes históricos por decla-

ratoria, el único requisito es que dichos monumentos estén

vinculados a la historia del país.

El artículo 36 de la lfmz establece con precisión cuáles

son los monumentos históricos por disposición de la propia

ley, es decir, protegidos automáticamente y sin necesidad

de una declaratoria:

a. Aquellos bienes inmuebles destinados a una función

religiosa, al servicios de las autoridades civiles y milita-

res, a fines educativos, a fines asistenciales, destinados

al ornato público y los inmuebles civiles de carácter re-

levante (los cuales nunca han sido definidos) edificados

del siglo xvi al xix.

b. Los bienes muebles que se hayan encontrado en los

inmuebles mencionados en el inciso anterior.

c. Los archivos de las autoridades federales, estatales y

municipales.

d. El Patrimonio Documental vinculados con la historia de

la Nación que provengan del siglo xvi al xix.

Podemos decir que estos son los bienes históricos protegidos

por la ley mexicana. La pregunta obligada es: ¿cuáles bienes

requieren de una declaratoria para ser considerados monu-

mentos históricos? Obviamente, aquellos que no se encuen-

tren en el listado de monumentos históricos protegidos por

disposición de ley. Entonces, ¿podrían existir monumentos

históricos del siglo xx? Desde luego, en tanto estén vincula-

dos con la historia del país. En otras palabras, el siglo xix

es sólo un punto de referencia para el otorgamiento de una

protección automática a los bienes históricos, pero en nada

limita a que pudiéramos reconocer que existen posibles mo-

numentos o zonas de monumentos históricos del siglo xx que

debieran ser protegidos por la lfmz (como podría suceder,

por ejemplo, con la Plaza de las Tres Culturas en Tlaltelolco).

169

son momentos emblemáticos en la vida del país. Tampoco

podemos decir que ningún bien producido antes de 1900

carece de valor estético relevante, todo lo contrario: el valor

estético es atemporal. Por lo anterior, carecería de cual-

quier lógica jurídica limitar lo histórico a 1900 o marcar este

año como el inicio de esta idea. Lo que en nuestra opinión

ocurrió fue que el legislador adoptó un criterio de histori-

cidad que le resultó razonable: 70 años. Es decir, para el

año de 1972, fecha en que se emitió la lfmz y de alguna

manera aún se vivía la herencia revolucionaria en lo político

y social, el año que pudiera marcar lo “histórico” y lo “con-

temporáneo” era 1900.

El criterio que divide a los monumentos históricos y artís-

ticos es un error que genera varios problemas:

a. Por una parte, nos ha limitado la posibilidad de proteger

monumentos históricos del siglo xx.

b. De igual forma, se ha limitado proteger bienes artísticos

anteriores producidos antes de 1900.

c. Se han desprotegido categorías del patrimonio cultural,

como por ejemplo, el patrimonio industrial.

Sin embargo, ha existido una interpretación errónea di-

fundida por las propias autoridades mexicanas y por algu-

nos especialistas que han pretendido limitar la protección

de los monumentos históricos al año 1900. Las consecuen-

cias reales de esta posición han sido funestas.

Lagunas y posibilidades legalesLa alternativa en los procesos de reconocimiento de los

monumentos históricos ha problematizado su preservación

a partir de una equivocada idea de protección lineal tem-

poral. Como ya lo señalamos anteriormente, los monumen-

tos históricos constituyen testimonios del desarrollo de la

nación a través del tiempo, mientras que los monumentos

artísticos se caracterizan por contar con un valor estético

relevante, con criterios propios y problemáticas especiales.

En otras palabras, no podemos pensar que el periodo his-

tórico termina en 1900, un año que nada representó propia-

mente en la historia de nuestro país. En otras palabras, la

historia mexicana continuó después de 1900: la Revolución

mexicana, la guerra cristera, el desarrollo estabilizador, el

“milagro mexicano” o el movimiento estudiantil de 1968

170

d. Se ha dejado la preservación del patrimonio cultural

del siglo xx al Instituto Nacional de Bellas Artes, que ha

mostrado muy poca actividad en relación con la protec-

ción de este acervo.

Efectivamente, podemos señalar que la lfmz nos muestra

una laguna en la protección del patrimonio cultural que se

traduce tanto en incertidumbre en la conservación de los

monumentos y sitios, así como de la competencia de las

autoridades encargadas de su conservación.

Por otra parte, muchos estados de la República decidie-

ron integrar estos bienes poco determinados en la legisla-

ción federal para ser protegidos por la normatividad local,

lo que ha permitido la protección de monumentos del siglo

xx, así como de muchas categorías patrimoniales no reco-

nocidas por la legislación federal: las zonas de entorno, la

inserción de arquitectura moderna del siglo xx en centros

históricos y la preservación del patrimonio inmaterial.

Por tal razón, mi reflexión estaría enfocada en las posi-

bilidades para la protección del patrimonio del siglo xx en

relación con los monumentos del siglo xix a partir de la pro-

pia diferenciación que la lfmz impone para ambas clases

de monumentos, con el fin de que pudieran ser traducidas

en la legislación federal.

OportunidadesEs paradójico que la indefincición del alcance de la lfmz

entre los monumentos del siglo xix y del siglo xx abra

posibilidades para proteger un universo mayor de bienes

culturales.

Podríamos encontrar algunas vías de carácter instrumen-

tal para la preservación del patrimonio cultural del siglo xx:

a. Una de las posibilidades es fortalecer al inba, proveyén-

dole en lo administrativo, presupuestario y técnico de los

elementos necesarios para la eficaz defensa del patrimo-

nio del siglo xx, pues se trata de un organismo con la ma-

yor responsabilidad en la protección de bienes culturales

del siglo xx, según el criterio de nuestras autoridades,

que por cierto no está en concordancia con la lfmz.

Este planteamiento refuerza la idea lineal de la preser-

vación legal del patrimonio cultural que ha servido a

171

pero ello permitiría que categorías como el patrimo-

nio industrial o áreas territoriales específicas (como

la colonia Roma en la Ciudad de México, por ejemplo)

pudieran ser protegidas, pues en este momento carecen

de cualquier medida de preservación en la mayoría de

los casos.

Una tercera posibilidad es fortalecer el papel de las

autoridades locales en la protección patrimonio del

siglo xx en un área previamente establecida. Éste es un

camino que parece que no va a dejar de avanzar. La emi-

sión de leyes locales en materia de patrimonio cultural

se han motivado en la desprotección del patrimonio del

siglo pasado, o cuando menos en los bienes cultura-

les producidos en la primera mitad de dicha centuria.

Esta opción también nos habla de la posibilidad de

que exista una cercana colaboración entre las distin-

tas instancias de gobierno que reconozcan su ámbito

de competencia y que permitan una total colaboración

entre aquellas autoridades que protejan a los bienes

culturales del siglo xx, en donde la creatividad es un

tema trascendente.

las autoridades para definir un marco de competencias

entre el inah y el inba antes y después del año 1900, o

lo que es lo mismo, establecer que corresponde exclusi-

vamente al inba preservar los monumentos del siglo xx.

Lo anterior nos parece inadecuado, toda vez que la real

responsabilidad del inba se basa en la defensa de los

monumentos artísticos, que no tienen una temporalidad

sino que se encuentran definidos por el artículo 33 de la

lfmz como bienes que tienen un “valor estético relevan-

te” que es un criterio atemporal. La realidad es que el

inba es una institución que cuenta con muchos objeti-

vos, como son la educación artística o la promoción de

las bellas artes, etcétera, lo que le ha hecho imposible

que dicha institución establezca recursos y tiempo para

rescatar este enorme acervo.

b. La segunda opción está dirigida a ampliar el papel del

inah en la preservación del patrimonio más allá del

siglo xx. Para ello debemos aceptar el reto de modificar

el criterio que desde hace cuatro décadas hace que la

competencia del inah termine en el año 1900. No será

fácil vencer esta inercia en la interpretación de la lfmz,

172

patrimonio cultural y la manera de protegerlo. Esto es aún

más marcado en el caso de las autoridades de carácter no

cultural, sobre todo cuando nos referimos a la integración

de este patrimonio en la vida socioeconómica del país.

Lo anterior se exacerba en el caso del patrimonio del si-

glo xix y del siglo xx, especialmente si aceptamos el criterio

lineal temporal del valor cultural de nuestros monumentos,

toda vez que en esa dimensión lo más antiguo representa

lo más valioso. Si aceptamos esta premisa, desde luego

el patrimonio del siglo xx resulta el menos valorado y, por

ende, el más vulnerable ante su eliminación, demolición o

transformación, a juicio de algunas autoridades.

De hecho, podemos encontrar un antecedente en el

segundo párrafo del artículo 46 de la lfmz al establecer las

reglas para determinar la competencia del inah o del inba

sobre un mismo monumento, ya que en dicho dispositivo

normativo establece que para tales efectos, el valor arqueo-

lógico se impone sobre el histórico y éste sobre el artístico.

Lo que este artículo nos quiso decir fue que en caso de que

exista un conflicto o duda en cuanto a cuál sería la institu-

ción encargada de cuidar el monumento, el valor arqueoló-

Podemos encontrar ejemplos de gran lucidez en muchas

legislaciones locales que definen y amplían el concep-

to de patrimonio cultural para proponer categorías no

protegidas por la legislación federal, como han sucedi-

do con las zonas de entorno, las manifestaciones del

patrimonio inmaterial o el patrimonio del siglo xx. En

todo caso, nuestra legislación abre la posibilidad de

incrementar el espectro de autoridades encargadas de

preservar este legado.

En relación con el patrimonio cultural del siglo xix, pare-

ciera que la lfmz nos presenta una respuesta muy clara:

corresponde al inah la preservación de estos monumen-

tos. Sin embargo, falta establecer los procesos conjuntos

para vincular aquellos bienes que deberá proteger el inah

y aquellos que protegerán las autoridades locales cuando

existe una traslape entre el siglo xix y xx.

PotencialidadesLas lagunas que hemos explicado demuestran que toda-

vía existe mucha confusión en cuanto a lo que significa el

173

mado parte del espacio que ocupó el proyecto de la em-

presa La Tabacalera Mexicana, que se desarrolló a finales

del siglo xix y principios del siglo xx. Lo mismo ocurre en

Monterrey con los asentamientos urbanos que se genera-

ron a partir del establecimiento de las industrias del vidrio,

metalurgica o cervecera en esa misma época. Poblados de

los siglos xix y xx crecieron y se desarrollaron a partir de

una industria, como fue el caso de Tecate, en Baja Califor-

nia, porque que aunque existen registros de alguna activi-

dad en el Virreinato, su vida como una ciudad se encuentra

a partir de mediados del siglo xx. Para sus habitantes, la

protección de su patrimonio también resulta importante por

reciente que sea.

A partir de este punto, podemos reconocer que existe un

elemento fundamental para la protección y entendimiento

del patrimonio cultural, que es la significación para la po-

blación de aquellos bienes que constituyen su patrimonio

cultural. Los monumentos se protegen no por su antigüe-

dad, ni por su acercamiento a una corriente estilística, ni

porque estén vinculados a un suceso; el patrimonio cultural

se defiende porque tiene un valor trascendente para una

gico predomina. En otras palabras, el inah siempre tendrá

preeminencia sobre el inba en igualdad de circunstancias.

Lo anterior jurídicamente constituye una respuesta adecua-

da en cuanto a una decisión que se encuentra inmersa en lo

puramente administrativo.

Lo incorrecto de esta situación es que muchas personas,

e incluso funcionarios públicos, interpretaron que la lfmz

otorgó una especie de jerarquización de valores culturales

de tal forma que permitían la desatención de los valores,

llamémoslo menores, por el de mayor jerarquía. En otras

palabras, esto permitía la destrucción de un monumento

artístico o histórico para sacar a la luz un monumento ar-

queológico, lo que es un atentado a nuestra propia cultura,

porque le otorga al patrimonio del siglo xx un sentido de

residualidad.

Podemos encontrar una visión mucho más enriquecedora

para el patrimonio del siglo xix y muy particularmente del

siglo xx: es nuestro patrimonio más cercano, entre nuestro

presente y su propia creación y valoración social. Por ejem-

plo, todavía existen zonas urbanas en la ciudad de México,

como es la colonia Tabacalera, llamada así por haber for-

174

comunidad. Siguiendo esta idea, la propuesta de un para-

digma para proteger el patrimonio cultural se basa no en

la antigüedad, sino en el derecho que estas comunidades

tienen de que se protejan sus testimonios que dan sentido

a su propia vida social.

Los bienes de los siglos xix y xx constituyen categorías

patrimoniales con igual importancia y trascendencia en

cuanto a la necesidad de su conservación con relación a

cualquier otro monumento proveniente de cualquier otra

época. De hecho, el patrimonio del siglo xix y xx tiene

algunas ventajas que justifican su protección igualitaria en

nuestra legislación:

a. Son los bienes culturales que tienen mayor incidencia

en la vida socioeconómica de una comunidad porque

en la mayoría de los casos continúan siendo útiles. Por

ejemplo, muchos bienes culturales del siglo xx siguen

participando de la vida de una comunidad como asenta-

mientos de vivienda, comercio, servicios u otros fines;

de hecho, encontramos muchos de ellos que mantienen

su destino original.

b. Los bienes de los siglos xix y xx nos permiten reconocer

nuevas categorías del patrimonio cultural que requieren

de revaloración, como es el caso del patrimonio indus-

trial e incluso el patrimonio inmaterial que tiene como

elemento principal de existencia su participación en la

vida social actual.

c. Los bienes culturales del siglo xix y del siglo xx cons-

tituyen elementos de acompañamiento a un concepto

más integral de patrimonio cultural. En el caso de las

nuevas categorías patrimoniales, como los paisajes

culturales o itinerarios culturales, la presencia, au-

sencia y regulación de elementos del siglo xx resultan

trascendentales.

Nos encontramos ante dos elementos que ofrecen una

contribución en la discusión de la protección del patrimonio

del siglo xix y xx: el entendimiento de que la significación

de los bienes culturales para la comunidad es el fundamen-

to de su protección que no depende de su antigüedad y nos

presenta la oportunidad de expandir el concepto mismo de

la patrimonialidad; y que existe un derecho de la comuni-

175

ridades y particulares tienen la obligación de respetar, es

claro que cualquier bien monumental –incluyendo aquellos

provenientes del siglo xix, del siglo xx o del pasado cerca-

no– debiera ser protegido.

En tal sentido, la discusión sobre la preservación del

patrimonio cultural del siglo xix y xx cambia de enfoque

en virtud de que ya no nos centramos en la antigüedad

del objeto, sino en su trascendencia y significación social.

En otras palabras, ya no nos preocupamos en cuanto a su

fecha de manufactura, sino en lo que representa para la

identidad, diferencia o integración de un grupo social o

comunidad.

Ahora bien, podemos proponer cuatro criterios que nos

sirvan como fundamento para el análisis de los aspectos

que debemos regular, no sólo para los bienes culturales del

siglo xix o xx, sino para todos aquellos que conforman el

enorme universo que denominamos el patrimonio cultural

mexicano:

a. El primer criterio lo denominamos como valor testimo-

nial, y está vinculado a la idea de historicidad y origen;

dad de que se proteja aquellos bienes culturales trascen-

dentes, sin importar su temporalidad.

A manera de conclusión Si la conclusión de este trabajo debiera basarse en la pre-

gunta ¿a quién le corresponde la preservación del patrimo-

nio del siglo xx? Mi respuesta sería: da lo mismo. Me parece

que el tema menos importante es saber si el inah, el inba o

las autoridades locales debieran preservar este acervo.

Entonces, ¿cuál será la cuestión más importante en este

punto? Desde nuestro punto vista, encontrar los fundamen-

tos que deben animar la preservación del patrimonio del

siglo xx y muy seguramente de todos los bienes culturales

mexicanos, porque no podríamos desvincular unos de otros.

Esto fundamentos se basan en dos consideraciones: el

reconocimiento de que el patrimonio cultural constituye

un derecho social, y entender las bases que implican este

privilegio.

Si reconocemos que la preservación del patrimonio cul-

tural constituye un elemento fundamental para aquello que

se ha denominado “el derecho a la cultura”, que las auto-

176

tituciones, medios y servicios (de cualquier naturaleza)

que garanticen el desarrollo cultural de un pueblo y que

implica el establecimiento y promoción de bibliotecas,

museos, casa de cultura, centros de fomento de arte-

sanías, compañías de teatro o danza, clubes literarios,

etcétera, así como la incorporación de la cultura en los

procesos educativos.

Estos criterios deben analizarse de una manera integral.

En un bien monumental del siglo xx debemos proteger

los valores culturales que le dan sentido e historicidad,

pero además la mejor garantía para su protección es que

exista la convicción social de que dicho bien es valioso y

debemos protegerlo. Por otra parte, asegurar la perma-

nencia de este bien depende en buena medida de que

pueda aportar algo al desarrollo socioeconómico de una

comunidad y que tenga sentido su preservación con vis-

tas al futuro.

Esta visión debiera estar presente en nuestra legislación

actual, pero no es así y es un área de oportunidad en la que

que debemos avanzar en el ámbito legal y administrativo.

es decir, los valores más profundos y radicales que sos-

tienen la memoria de una comunidad y que se pueden

mostrar en sus testimonios materiales e inmateriales.

En el ámbito normativo, este criterio supone la protec-

ción de los elementos que reflejan al bien cultural como

un testimonio del pasado remoto o reciente.

b. El criterio de significación, que se refiere a la trascen-

dencia social que un objeto, una práctica o una manifes-

tación humana tiene y ha sido asignada por parte de un

grupo o comunidad.

c. el criterio de utilidad, que implica asignarle a un bien

cultural una función dentro de la vida socioeconómica

mediante la satisfacción de necesidades comunitarias y

humanas de diversa índole, como uso, aprovechamiento

y destino, que son aspectos regulados jurídicamente.

d. Por último, el criterio de desarrollo, que implica el

reconocimiento del papel de la cultura. Si entende-

mos que el desarrollo es un concepto extremadamente

amplio, debemos reconocer entonces la necesidad de

una coordinación de las acciones y programas que las

autoridades emitan en relación con la promoción de ins-

177

Podemos encontrar una gran cantidad de bienes cul-

turales a proteger en el patrimonio del siglo xix y xx; sin

embargo, las condiciones legales y administrativas no son

favorables para este objetivo, lo que hace importante una

profunda revaloración de la situación que vive nuestro

sistema legal y administrativo para lograr una defensa

profunda de nuestros monumentos y sitios no sólo del

siglo xix y xx, sino de todo el importante acervo cultural

de nuestra nación.

178

Fuentes consultadas— Becerril Miró, J. E. (2003). El derecho del Patrimonio Histórico-Artísti-

co en México. México: Editorial Porrúa.

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José Ernesto Becerril MiróLicenciado y Maestro en Derecho por la Universidad Iberoamericana.

Secretario General de icomos Mexicano, a.c. Vicepresidente del

Comité Científico Internacional de Asuntos Legales, Financieros y

Administrativos de icomos. Profesor de encrym y otras instituciones

educativas.

Consultor en proyectos legales en materia de protección del Patri-

monio Cultural. Autor de la obra “El Derecho del Patrimonio Históri-

co-Artístico en México”, Editorial Porrúa (1993) y de diversos trabajos

publicados en México y el extranjero.

179

Como parte de una colaboración entre la Escuela Nacional

de Conservación, Restauración y Museografía (encrym) y el

Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (innn), se

diseñó el proyecto para la intervención de la obra mural “El

hombre y la naturaleza de México”, del escultor japonés Ki-

yoshi Takahashi. Este trabajo se llevó a cabo en tres años,

desde 2010 y hasta 2012, con temporadas de intervención

directa de un mes de duración.

El caso enfrentó a los restauradores con el análisis de

un bien cultural realizado con concreto reforzado, una

combinación de materiales y sistemas de construcción

que son motivo de estudio en este Seminario de Sistemas

Constructivos con Metales. De aquí la intención de presen-

tar este caso de investigación e intervención, con el deseo

de contribuir a la reflexión colectiva que actualmente está

centrada en estas obras.

La restauración del mural logró estabilizarlo y hacer

más accesible su discurso a los espectadores. Estos pro-

blemas de conservación fueron los detectados como más

graves a partir de un diagnóstico integral de la obra mural:


Margarita López Fernández

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

LA RESTAURACIÓN DE LA OBRA MURAL EL HOMBRE Y LA NATURALEZA DE MÉXICO DE KIYOSHI TAKAHASHI DEL INSTITUTO NACIONAL DE NEUROLOGÍA Y NEUROCIRUGÍA “MANUEL VELASCO SUÁREZ”

180

factura que complementó de forma significativa el diagnós-

tico de la obra. Sin estos datos, probablemente la propues-

ta de restauración hubiera sido diferente.

Descripción, estructura y manufactura de la obraEl mural “El hombre y la naturaleza de México” se localiza

en la fachada principal, muro norte, del edificio llamado

Unidad de Radiología. Ocupa un lugar predominante en

lo que solía ser la entrada principal del innn. La obra de

Kiyoshi Takahashi mide 15 metros de largo por 13 metros de

alto y está compuesta por más de cien bloques de concreto

reforzado de aproximadamente 1.20 X 1.00 metro. Cada uno

funciona como una pieza de la composición, tienen alto y

bajo relieves de diversas profundidades. Todos son de color

blanco y en conjunto forman las escenas y en las que se

reconocen símbolos representativos de diversas culturas

prehispánicas como la mexica. También se aprecian re-

presentaciones zapotecas identificadas como la lápida de

Noriega y diversos elementos arquitectónicos mayas como

diseños del Palacio de Uxmal, o una fachada estilo Puuc

El proceso de investigación y diagnósticoEl diagnóstico y la propuesta de intervención del “El hom-

bre y la naturaleza de México”, de Kiyoshi Takahashi, se

obtuvo usando una estrategia de investigación común

dentro de la restauración de bienes muebles: parte de la

comprensión global del bien, es decir, considerando tanto

sus componentes materiales como inmateriales; se estudia

al bien cultural en su contexto y a partir de su valoración, y

se investiga su historia y significados desde su creación, a

través del tiempo y hasta el momento actual.

Además, se inspecciona detalladamente a la obra para

determinar su estado material. Se evalúa su condición ac-

tual y se identifica la dinámica de alteración y/o deterioro:

causas, mecanismos y efectos.

Se integra la información de ambos aspectos y se jerar-

quizan los problemas de conservación. Se obtienen conclu-

siones que permiten establecer las estrategias y tratamien-

tos más efectivos para solucionar o controlar, en la medida

de lo posible, los deterioros encontrados.

En el caso del mural del innn, la investigación permitió

recuperar información de la historia del mural y su manu-

181

Figura 1. Vista general del mural y detalle de la firma en la parte inferior.

1 Este reconocimiento fue realizado por el Arq. Rubén Rocha Martínez en fecha previa a la intervención de la obra. El dictamen y las especificaciones pueden consultarse en el proyec-to entregado. encrym, 2010.

o asistir a la familia mexicana (López 2013). En la esquina

inferior derecha está la firma del autor, compuesta por tres

letras: TKi, la primera letra del apellido y las dos primeras

letras de su nombre de pila (Del Río et al. 2011:5) (Figura 1).

El mural se encuentra en el exterior del edificio y forma

parte de un espacio que se ha mantenido como una peque-

ña área verde que colinda con el estacionamiento del innn.

Para el primer reconocimiento fue necesario apreciar

las características de la obra desde todos sus ángulos,

incluyendo la parte posterior –en este caso a través de la

observación del interior del edificio– y la parte superior, a

la que se accedió desde la azotea. Este proceso de inspec-

ción del inmueble también aportó datos que explicaron su

condición actual y la relación con el edificio sobre el que

fue construido.

Con el apoyo de un dictamen1, se concluyó que el edificio

en donde se colocó el mural se encuentra sin daño de sus

componentes estructurales y dentro de los rangos de segu-

ridad. El mural no representa una carga para el inmueble

(Obregón 2011). En cuanto a los elementos modernos se

puede distinguir a una familia, como núcleo básico de la

sociedad, símbolo también usado por el issste y por otras

instituciones de salud, por la importancia que tenía servir

182

porque su diseño fue específicamente planeado para que

no lo fuera (Rocha 2010).

Fueron algunos detalles del diseño del mural los que fa-

vorecieron su estabilidad: los bloques se anclaron sobre la

fachada, y el mural comienza aproximadamente a 1.70 m de

altura sobre el nivel del suelo, lo que lo mantiene aislado

de la humedad. En la parte superior de la fachada existen

bajadas de agua ubicadas en los extremos del mural y el

acabado de la fila superior de bloques presenta una inclina-

ción hacia el frente, lo que favorece la conducción de la llu-

via y evita un mayor impacto sobre la superficie de la obra.

Como el edificio no presentó problemas significativos, la

inspección y análisis pudo centrarse en la obra mural.

En cuanto a la estructura, los bloques de concreto fueron

anclados al muro del edificio a partir de amarres y molduras

de varilla de acero. Las unidades fueron superponiéndose

en hileras hasta conformar toda la superficie de la obra.

A partir del reconocimiento in situ, se observó una estra-

tigrafía general constituida por varios estratos o aplanados

que son comunes en la constitución de las obras murales,

las que con frecuencia contienen materiales pétreos.

Cada uno de los materiales utilizados posee propie-

dades físicas específicas que otorgan al mural cierto

comportamiento a lo largo de su vida útil. Los aplanados

generalmente están formados por un material cementante,

sustancia que al perder el agua se cristaliza y le confiere

a la mezcla resistencia y dureza, y uno o varios materiales

denominados cargas o agregados que pueden variar en

tamaño y cantidad, y tienen diferentes funciones para cada

estrato, ya sean estructurales o incluso estéticas.

En la obra de Takahashi se observaron, en primer lugar,

los bloques de concreto reforzado adosados al muro del

edificio y sobre ellos dos capas que forman los relieves: un

aplanado grueso y uno más fino. Para soportarlos se usó

varilla de acero, cemento blanco y agregados inorgánicos de

diferente tamaño de grano. Sobre el segundo aplanado, una

delgada capa de cal muy delgada y fragmentada; sobre ésta,

varias capas de color blanco con características distintas a

la de cal: un material sintético. La capa de cal y estos últimos

estratos en conjunto fungían como acabado del mural.

Se tomaron muestras de cada una de las capas encontra-

das y se plantearon diferentes análisis para caracterizarlos.

183

Una revisión sobre la producción artística del autor brin-

dó a la investigación datos significativos sobre el proceso

de manufactura del mural, los que a su vez permitieron

una comprensión integral del estado de conservación y

deterioro (Figura 2).

Kiyoshi Takahashi nació y radicó la mayor parte de su

vida en Japón, pero pasó diez años en México. Su pro-

ducción artística incluye numerosas obras escultóricas,

principalmente de lítica. “El hombre y la naturaleza de Mé-

xico” es el único mural. En sus obras, usó el color natural

de los materiales –principalmente blanco y negro– para

el acabado; en ningún caso incluyó una técnica pictóri-

ca como parte del acabado final, como se observó en el

mural del innn. Ejemplo de sus obras en nuestro país es

la escultura de “Las Esferas”, monumento perteneciente

a la Ruta de la Amistad, en la que también usó concreto

reforzado (Figura 3).

Kiyoshi Takahashi radicaba en Xalapa, Veracruz. Allí ela-

boró el modelo escala 1:1 del mural, utilizando barro. Una

vez que el modelo estuvo terminado, se dividió en seccio-

nes y se elaboraron moldes de yeso que corresponderían a Figura 2. Esquema de la estratigrafía general identificada a partir del reconoci-miento in situ.

Al integrar los resultados de los análisis químicos con la

información del estudio histórico y contextual del mural, se

pudo diferenciar entre los estratos de la obra incluyendo la

capa de lechada de cal, de las capas de pintura sintética

aplicadas posteriormente a su creación como parte de labo-

res de mantenimiento.

184

los bloques con los que armaría las escenas y montaría la

obra completa. Los bloques fueron armados utilizando va-

rilla de acero para la estructura y también este material se

empleó como alma para dar el volumen y soporte a los re-

lieves. Sistemáticamente se llevó a cabo el vaciado de cada

bloque y de los relieves que fueron trabajándose a partir de

la aplicación de dos capas, cada una con un mortero distin-

to (Bonilla 2012).

La primera mezcla se formó con cemento blanco y con

un agregado de polvo de mármol de grano grueso. Para

la segunda capa utilizó también un mortero de cemento

blanco con un agregado de polvo de mármol pero de gra-

nulometría fina, lo que le permitió detallar las figuras. Por

la complejidad y dimensiones de los relieves tuvo que usar

gran cantidad de tramos de varilla que se unía entre ellos.

Este material quedó muy cerca de la superficie, incluso en

algunos casos la varilla quedó visible al fraguar los morte-

ros. Cuando los bloques y relieves se terminaron, se trasla-

daron a la ciudad de México, donde montó la obra.

El artista enfrentó varias dificultades en el armado del

mural. Los bloques debían empatar casi de forma perfec-Figura 3. Vista general de Las Esferas. Obra de Kiyoshi Takahashi para la Ruta de la Amistad.

185

Los investigadores pertenecientes a la encrym, el inge-

niero geólogo Jaime Torres Trejo y el químico Javier Vázquez

Negrete, realizaron la inclusión de muestras estratigráficas,

pruebas de identificación de materiales usando métodos de

tinción, análisis petrográfico de lámina delgada, microsco-

pía electrónica de barrido e identificación mediante indica-

dores específicos.2

Los estudios petrográficos son útiles para identificar y

caracterizar rocas y minerales, con lo que se pueden definir

el tipo de agregados que se encuentran en los aplanados

determinando sus características físicas, en cuanto a dis-

tribución, cantidad, tamaño, forma y tipo según su origen.

Además pueden determinar el tipo de cementante que está

presente. En este estudio se utilizaron dos fragmentos del

mural que se encontraban desprendidos y de los cuales era

posible obtener resultados certeros.

Las muestras estratigráficas son pequeños fragmentos

de la obra que se analizan al microscopio para observar el

número de capas y su tipo de aplicación. El objetivo princi-

ta uniéndose con una delgada capa de mezcla, también

de cemento y agregados, pero al superponer las hileras

los desfases entre bloques se hicieron cada vez mayores

por lo que se rellenaron usando cada vez más material

de rejunteo. Para dar el acabado final, recubrió toda la

superficie con una delgada capa blanca de lechada de cal

(Bonilla 2012).

En síntesis, el mural está constituido por concreto

–mezcla de cemento con agregados inorgánicos– y

varilla de acero. A su vez, el cemento es una mezcla de

diversos materiales inorgánicos como cal, yeso y arcillas.

La identificación de estos materiales fue corroborada a

partir de análisis químicos y fue confirmada por un co-

laborador del autor, el maestro Adalberto Bonilla, quien

participó en la elaboración del mural durante su fase de

trabajo en Xalapa. Aunque su participación no continuó

en la Ciudad de México, fue discípulo de Takahashi y de

él recibió directamente el relato del armado y conclusión

del mural del innn (Bonilla 2012).

2 Actualmente la integración de estos resultados específicos se integra en el informe final del proyecto que será presentado al innn en diciembre de este año. Cabe mencionar tam-bién que algunos de los análisis se llevaron a cabo en la Subdirección de Laboratorios y Apoyo Académico del inah.

186

Por último, tanto el Dr. Manuel Velasco Suárez, fundador

y primer director general del innn, como el propio Kiyoshi

Takahashi, fueron esenciales para la creación y contenido

específico del mural. El autor, integrado a las tendencias

plásticas del momento, concibe una obra mural (tal como

se hizo en otros complejos hospitalarios) y en ella conjuga

tanto elementos figurativos como abstractos para exaltar

los valores con los que se concibe a esta institución. Plas-

mó varios elementos prehispánicos reinterpretándolos o

bien copiándolos para dar vida a algunas de las escenas

presentes en el mural. Takahashi llegó a México prendado

de la cultura prehispánica, de la que tomó ejemplos que

incluyó o reinterpretó en las obras que desarrolló durante

su estancia en el país (Yahagi 2013).

El Dr. Velasco Suárez fue un personaje principal para la

creación innn, como directamente responsable del pro-

yecto desde su concepción inicial hasta el desarrollo espe-

cífico de la misión, visión y áreas que comprenderían a la

institución, lo que muy probablemente influyó en la selec-

ción y convocatoria para la ornamentación de los espacios.

Originario de Chiapas, fue un conocedor de la historia y el

pal de este estudio fue identificar los elementos constituti-

vos, así como las técnicas y características de cada una de

las capas superficiales para interpretar su comportamiento

y utilizar un material afín en su restauración.

Investigación del contexto La investigación del contexto del mural de Takahashi se

centró en la búsqueda de información que explicara la

presencia de la obra en el innn. Se encontró que diferentes

factores influyeron en su creación y en sus formas especí-

ficas, así como contenido. Cabe destacar a la arquitectura

funcionalista y la corriente de la integración plástica como

tendencias que impactaron directamente en el diseño del

conjunto hospitalario. Por otro lado, la gestión y desarrollo

de los grandes hospitales de la ciudad de México es parte

también significativa del contexto en el que se gestó el del

innn, que fue creado como parte de los proyectos específi-

cos para la atención de problemas nacionales relacionados

con la salud de la población y como parte de un programa

político en el que la asistencia social y la protección a la

familia mexicana resultaba prioritario (Rangel 1999).

187

hospitales, como el Adolfo López Mateos y el de La Raza.

(Amaro 2013).

En las memorias que se conservan en la biblioteca del

innn se encontró que la construcción del inmueble fue su-

pervisada por la Comisión Nacional de Hospitales, depen-

diente de la ssa, y que seguramente el proyecto fue reali-

zado por un grupo de reconocidos arquitectos mexicanos

de la época, de la talla de Enrique Yáñez, Pedro Ramírez

Vázquez y Mario Pani (Ruiz 1964: 7).

El innn se construyó en la antigua Granja de recupera-

ción “Bernardino Álvarez”, cuya arquitectura colonial se

respetó e integró al proyecto y que actualmente ocupa el

área administrativa. Está en el área conocida como “zona

de hospitales”, al sur de la Ciudad de México, en una de

las áreas sísmicas más estables de la ciudad y con mejor

suministro de agua.

La historia del mural comenzó entre 1963 y 1964, tiempo

en el que Kiyoshi Takahashi concibe y diseña la obra. Para-

lelamente se da la construcción del edificio. Para la inaugu-

ración del inmueble, en 1964, el mural estaba terminado y

aunque en el evento no se mencionó ni al autor ni el título

arte prehispánico, figura política de su tiempo y protagonis-

ta en la puesta en marcha oficial del innn durante su inau-

guración en 1964 (Vázquez 2011).

Por sus características volumétricas espaciales y cons-

tructivas, el edificio corresponde a la arquitectura de los

hospitales levantados entre 1958 y 1962 y es un claro ejem-

plo de la corriente arquitectónica funcionalista, en la que

el diseño contempla principalmente las funciones y accio-

nes que se llevarán a cabo sin descuidar los lineamientos

estéticos. El uso de materiales modernos para el momento

resultaba también importante desde el proyecto de crea-

ción de los inmuebles (Amaro 2013).

En el año en que se construyó, el país se encontraba en

un buen momento de desarrollo económico, y continuar la

tradición muralista era la manera más adecuada de decorar

sin interferir. Por eso, la mayoría de las manifestaciones

fueron murales y se agruparon en una corriente artística

conocida como integración plástica, a la que pertenece el

mural que es objeto de este caso. Ejemplos de esta arqui-

tectura se encuentran en edificios como Ciudad Universita-

ria, el Museo Nacional de Antropología y gran cantidad de

188

de la obra, ésta se describió enfatizando el contenido de la

misma y su relación con la puesta en marcha de la institu-

ción que sería pionera de la investigación neurológica en el

país (innn 1994). En fechas posteriores, y como parte de las

constantes labores de mantenimiento de las instalaciones,

se aplican capas de pintura vinílica sobre toda su superfi-

cie. No es extraño pensar que en las condiciones ambien-

tales de la Ciudad de México, el color blanco de la obra

resultó afectado por la lluvia y la contaminación ambiental.

En 2010, las autoridades de la institución discuten la

permanencia de la obra, que al estar bastante alterada en

su superficie no permite la apreciación de su contenido.

Afortunadamente, la decisión final es que el mural perma-

nezca y sea restaurado. Como respuesta a esta iniciativa, la

encrym comienza con el proyecto para su estudio e inter-

vención que se concluye en 2012. Al inicio de su historia, el

mural fue un distintivo de la institución, un emblema de su

fundación que hacía referencia a momentos significativos

de la historia de la medicina en México. Su discurso puede

leerse desde diferentes perspectivas tomando como refe-

rencia el tiempo y la razón por las que fue creado, remite

a un estilo y una tecnología establecida, y fue punto de

referencia y memoria para quienes se formaron y trabaja-

ron en el innn. Con el tiempo, el deterioro de su superficie

promovió que se olvidaran estos significados. Las modifi-

caciones en los espacios y adecuaciones del complejo lo

fueron relegando a un segundo plano; después de haber

sido centro de atención y reunión, su discurso cae en el

olvido. Tras su restauración, las escenas son percibidas en

su totalidad y el mural vuelve a cobrar importancia para la

comunidad del innn.

DiagnósticoSe concluyó que al principio de su historia el mural fue

reconocido como distintivo y emblema del INNN, punto de

reunión, y percibido como un testimonio del comienzo de la

institución. No obstante, con el tiempo y el deterioro de su

superficie, fue relegado y olvidado su significado. Aunado

a lo anterior, la ausencia de planos y documentación de la

obra contribuyeron a su descontextualización y a la pérdida

del reconocimiento entre los usuarios directos, es decir, la

comunidad del innn.

189

los otros componentes de los relieves, resultó afectada por

otras causas de deterioro del mural: las de origen extrínse-

co. Esta dinámica de alteración se debe principalmente a

los factores ambientales y a la actividad humana presente

en la historia de esta obra. Aunque el mural presentaba

algunos efectos de deterioro como manchas oscuras de

productos de combustión y aisladas colonias de microor-

ganismos, éstos no impactaron significativamente en el

estado de conservación. El problema principal fue produci-

do por las aplicaciones de pintura vinílica sobre la capa de

lechada de cal.

Este producto sintético promovió que la fina capa de

lechada se craquelara y disgregara, perdiéndose casi en su

totalidad. Esto se deriva de las diferentes características de

los materiales. La lechada compuesta por carbonato de cal-

cio forma una capa cristalina, mientras que los materiales

sintéticos forman una película plástica. La pintura vinílica

se adhirió a la de lechada y ante las condiciones ambien-

tales sufrió escamación y exfoliaciones, desprendiéndose

junto con la delgada capa de cristales de carbonato. Las

escamas y desprendimientos de la pintura vinílica cubrie-

En cuanto a la condición material, las principales causas

de deterioro del mural fueron de origen intrínseco. La técni-

ca de manufactura y los materiales constitutivos resultaron

ser los principales responsables de la alteración negativa.

Desde su creación, las varillas de acero que funcionaron

como alma y soporte de los relieves fueron recubiertas con

muy poca cantidad de mortero. Esta situación generó una

inestabilidad estructural desde su producción. Ante la pre-

sencia de la humedad, se dio la corrosión de los elementos

metálicos y se produjeron reacciones químicas que las

afectaron. Esto promovió a su vez la fractura de los morte-

ros, generándose grietas y disgregación de los aplanados.

(Del Río et al. 2011: 9-11).

Las varillas que quedaron expuestas a la intemperie

continuaron oxidándose, fracturando aún más los relie-

ves; generaron manchas en la superficie blanca y pro-

dujeron interrupciones en las formas del mural (encrym

2010: 17).

Por otro lado, la aplicación de la lechada de cal sin un

agregado inorgánico y en una capa sumamente fina como

acabado, aunque estable en su origen y compatible con

190

ron un gran porcentaje del mural, generando interrupciones

visuales y distorsión de los relieves, afectando severamen-

te la lectura de las escenas (Del Río et al. 2011: 9-11).

Procesos de intervención Con base en las conclusiones del diagnóstico, y para los

propósitos de este seminario, en este apartado se retoma-

rán específicamente las estrategias enfocadas al tratamien-

to de las alteraciones de la materia del mural “El hombre

y la naturaleza de México”, dejando de lado las acciones

propuestas y realizadas para tratar el problema de falta de

reconocimiento del mural en la población del innn.

Figura 4. Detalles del deterioro ocasionado por la corrosión de las varillas y el desprendimiento de las capas de pintura vinílica.

La propuesta de intervención para el mural de Takahashi se

centró en los dos problemas igualmente graves para su con-

servación: la inestabilidad estructural de los relieves y las inte-

rrupciones en la lectura del discurso del mural a partir de los

desprendimientos de las capas de pintura vinílica (Figura 4).

Cabe mencionar que los elementos metálicos están

incluidos en los relieves, tal como se ha explicado en este

trabajo, por lo que pensar en su tratamiento a partir de la

estabilización química de la aleación resultaba inoperante.

Los fragmentos de varilla que quedaban expuestos debido

a las grietas y fracturas de los aplanados constituyen so-

lamente un pequeño porcentaje del “entramado” metálico

191

que conforma al mural. El tratamiento de estos fragmentos

de varilla sería inútil si la mayor parte del elemento queda-

ra sin este proceso al estar incluido en el concreto. Por otro

lado, se notó que el deterioro significativo de las varillas se

dio principalmente en las zonas en que había agrietamien-

tos, y por ende, pérdida de aplanados. En estas zonas de

faltantes el metal quedó totalmente expuesto a la intempe-

rie, y además existía la acumulación de agua y penetración

de la misma hacia el interior de los relieves.

Se decidió que el proceso de resane y ribeteo de las zo-

nas afectadas por este proceso de deterioro sería la mejor

solución. Con base en los análisis y el estado de la obra,

se optó por mezclas de morteros elaborados con cemento

blanco y polvo de mármol en distintas proporciones y con

tamaños de grano similares a las dos capas de aplanados

originales. Estos materiales son completamente afines con

el original y han sido utilizados en otros casos de interven-

ción con buenos resultados. Se trataron las zonas de faltan-

tes, reponiendo aquellos relieves que podían reconstruirse

a partir de la evidencia de su forma y constitución (Del Río

et al 2011: 17-25).

Para el tratamiento de las capas vinílicas se tomó una

decisión que, aunque drástica, se consideró la más ade-

cuada para la condición del mural: se decidió eliminar las

capas de pintura sintética tomando en cuenta que fueron

agregadas a la obra y no forman parte de su estructura

original, la han alterado negativamente y son causa de

la distorsión de las escenas. Trató de conservarse lo más

posible lo que quedaba estable de la lechada de cal. La eli-

minación se dio a partir de una remoción mecánica usando

bisturí y cepillos de plástico. También se realizó una lim-

pieza con agua-canasol, con agua-alcohol y, en aquellas

zonas más adheridas, con papetas con acetona. Estas

sustancias no afectan a la lechada de cal y son efectivas

para la remoción de la vinílica.

Por último, se aplicó en toda la superficie de la obra una

nueva capa de lechada de tal forma que se cubrieran los

relieves, protegiéndolos y confiriendo al mural un acabado

similar al que el autor le dio originalmente. Se seleccionó

una cal apagada (hidróxido de calcio) y de alta calidad

para asegurar que al aplicarla y en contacto con el bióxido

de carbono del aire reaccionara generando la capa cristali-

192

na de carbonato de calcio que resulta estable y resistente.

Para lograr la consistencia adecuada de la lechada y un

grosor similar al que originalmente tenía este recubrimien-

to, se trabajó sistemáticamente con brochas de pelo suave,

cubriendo totalmente la obra, esperando a que la capa fra-

guara para evaluarla y hasta entonces aplicar una segunda

capa (Del Río et al. 2011: 17-25).

Tras casi un año de concluida la intervención del mural

de la fachada de la Unidad de Radiología, la intervención

se escontraba estable y a partir de la difusión del trabajo

y la posibilidad de observar el mural sin distorsiones éste

es visitado por más personas y reconocido con mayor

facilidad por los miembros de la comunidad del innn. Se

espera que este proceso de difusión interna y externa al

innn continúe, promoviéndose así la conservación de esta

obra monumental.

193

Fuentes Consultadas— Amaro, Davayane. 2013. Integración plástica y patrimonio artístico

del imss en el Centro Médico Nacional. Conferencia en el ciclo Pro-

yecto de una Utopía. Instituto Mexicano del Seguro Social, 13 y 14 de

Marzo de 2013.

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marzo del 2010.

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en el mural exterior de la Unidad de Radiología. Primera Temporada

(Nov-Dic-2010). México. Documento inédito, encrym-inah.

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Documento inédito.

— Rodríguez, Jesús et al. 1989. Homenaje al Dr. y Profesor Manuel Ve-

lasco Suárez, en su 50 aniversario profesional (1938-1988). México,

Editorial Progreso.

— Ruiz, J. 1964. “Cómo funciona la Comisión Nacional de Hospitales”,

Calli Arquitectura Contemporánea. No. 14.

— Vázquez, Ma. Luisa. 2011. Entrevista realizada por docentes de la

encrym, México, 24 de noviembre de 2011.

Ana Lizeth Mata Delgado Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah. Ha

participado en diversos proyectos de conservación y restauración con

instituciones públicas y privadas, en México y el extranjero, instituciona-

les y privados. Ponente y organizadora de diversos encuentros de conser-

vación y restauración de arte contemporáneo. Co-coordinó el 1er. Encuen-

tro de incca (International Network for Conservation of Contemporary Art)

en México, y fue parte de la conformación de la Red Iberoamericana. Es

titular del Seminario Taller de Restauración de Obra Moderna y Contem-

poránea en la encrym-inah, y ha sido docente en el cencropam-inba.

194

Margarita López FernándezLicenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym, con es-

tudios de maestría en Historia del Arte de la unam. Fue profesora del

Seminario Taller de Restauración de Obra Mural de la encrym desde

1994 hasta el 2010. Actualmente es profesora titular del Laboratorio

Introductorio a la Restauración en el primer semestre de la Licen-

ciatura. Ha colaborado en diferentes proyectos de restauración de

obra mural prehispánica, virreinal y contemporánea y participado en

diversos cursos y foros académicos relacionados con la conservación y

restauración de obra mural.

195

AntecedentesLas esculturas que conforman La Ruta de la Amistad son

el resultado del sueño de Mathias Goeritz y su Vía de las

Artes, y la necesidad del Arq. Pedro Ramírez Vázquez de

cristalizar un ejercicio de integración plástica entre escultu-

ra y urbanismo.

Después de muchos cambios en el emplazamiento,

finalmente las 19 esculturas se ubicaron a lo largo de 17.5

km del Anillo Periférico Sur, en la Ciudad de México, para

conmemorar las olimpiadas de 1968. Además, se agregaron

tres esculturas de artistas invitados: Calder, en la explana-

da del estadio Azteca; Cueto, en los alrededores del esta-

dio de cu, y el mismo Goeritz, en la explanada del Palacio

de los Deportes.

La organización de este evento único no estuvo exenta

de contratiempos. El investigador de la unam Raymundo

Fernández relata con detalle las vicisitudes a las que se

enfrentaron Goeritz y Ramírez Vázquez (Fernández 2011:

205-210), como lo difícil que fue conseguir los terrenos

Ramón Velázquez Cabrera

Liliana Olvera Flores

Raquel Selene Flores Mancilla

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

LAS ESCULTURAS DE CONCRETO ARMADO DE LA “RUTA DE LA AMISTAD”

196

abundaba en la zona. Se trataba de proyectar una imagen

de modernidad, y había que hacerlo con materiales moder-

nos (Fernández 2011:211-212).

Contexto ActualEn marzo de 2011, el Gobierno del Distrito Federal anunció

que se iniciaría en Periférico la construcción de la Autopista

Urbana Sur, que va de San Jerónimo a Muyuguarda, y en

una segunda etapa, a la salida a Cuernavaca. Esta obra

elevada, forma parte del Plan Maestro de Movilidad que

conecta a las delegaciones Álvaro Obregón, Magdalena

Contreras, Coyoacán, Tlalpan y Xochimilco (ica 2012).

La ciudad, siendo un ente dinámico inevitablemente

tiene que resolver sus necesidades urbanas. Sin embargo,

en este proceso se verían seriamente afectadas 10 de las

esculturas que se encuentran prácticamente sobre el trazo

de la nueva vialidad. Afortunadamente, debido al interés

de las instancias gubernamentales y de la iniciativa priva-

da, prevaleció la disposición para la conservación de este

corredor artístico, por lo que el Patronato Ruta de la Amis-

tad recurrió a cav Diseño e Ingeniería para llevar a cabo el

para las instalaciones en los costados de la avenida, ya

que todo era propiedad privada; el problema que tu-

vieron con el artista que se presentó y que nadie había

invitado, y las complicaciones porque algunos de los

artistas convocados no conocieron con antelación el es-

pacio que ocuparían, por lo que diseñaron y proyectaron

a ciegas o proyectaron para un escenario distinto al que

finalmente ocuparon.

La homogenización de las obras se logró a través de lo

que él llama los “seis puntos de una imprecisa convoca-

toria” (Fernández 2011: 211). En ella se establece que los

artistas de este proyecto deberían hacer sus obras con len-

guaje abstracto y formas sencillas, y que los organizadores

tendrían que llevarlas a cabo de tamaño monumental y con

concreto como material de construcción. El punto cinco se

refiere al uso de color en las esculturas y el seis a que los

propios artistas serían quienes adecuarían sus obras a los

espacios, mismo que no se concretó.

Fernández también comenta que Goeritz hubo de dar mu-

chos argumentos al Comité Organizador para que las escul-

turas se hicieran de concreto y no de piedra, material que

197

1 Al momento de escribir este texto ya han sido trasladadas 7 de las 10 esculturas.2 Por definición, al concreto con un alma de metal se le llama “concreto armado” o “concreto reforzado”.

Sin embargo, no todos los artistas estaban familiariza-

dos con este material y sus proyectos requirieron una o

varias adecuaciones para hacer viable su construcción.

Podríamos suponer que la dirección y supervisión a la

hora de ejecutar los proyectos estuvo a cargo del despa-

cho del Arq. Ramírez Vázquez, pero los materiales parecen

haber sido subsidiados por el entonces Departamento del

Distrito Federal.

El conjunto de las esculturas a las que se tuvo acceso (7

de 19) no presenta una uniformidad en los materiales. Por

ejemplo, en algunas de ellas el concreto está reforzado con

varilla de acero y en otras con malla tipo metal desplegado

o bien, con una combinación de ambas, sin que sea clara

una razón estructural o de diseño para esta distinción.

También vemos diferencias en el tamaño de los agregados,

que van desde ¼ de pulgada hasta ¾ de pulgada, también

sin ninguna razón clara. Una hipótesis es que la geometría

y dimensión de algunas piezas o esculturas hayan exigido

que el método de aplicación del concreto y/o mortero, en

traslado de estas 10 esculturas monumentales, a través del

proyecto Reubicación y Restauración de Esculturas de la

Ruta de la Amistad, México 68.1

Técnica de FacturaCon base en las calas y las fotografías corroboramos que

las esculturas tienen una fábrica en común. Y aun cuan-

do algunas de ellas tienen particularidades definidas, se

puede decir que constan de una estructura principal reali-

zada con perfiles de acero unidos con soldadura, un em-

parrillado con varilla corrugada ahogada en el concreto y

una cubierta interior de metal desplegado, la cual recibe o

soporta el concreto que dio la forma deseada por el artista,

apoyado con cartón asfáltico que funge de cimbra ahogada

al interior de la escultura, dejando al exterior un recubri-

miento que da la textura final a las piezas.

De forma más simple, todas están elaboradas con un

alma de acero (acero estructural) que les da forma, y recu-

biertas de concreto amado o concreto reforzado.2

198

lugar de colado, fuese por capas hasta alcanzar el grosor reque-

rido, lo que requiere un agregado más fino.

Sin embargo, en todos los casos podemos afirmar que estas

diferencias no conllevan a un detrimento en la calidad de la

escultura o en la funcionalidad del sistema acero-concreto.

Sólo en el caso de “El Ancla”, de Willi Gutmann, observamos

que el refuerzo en el concreto es muy pobre, es decir, que la

cantidad de acero es muy poca, resultando en una superficie

muy agrietada.

El único concreto que fue claramente diseñado para una

función de soporte más específica es el que encontramos en

la parte baja de “Señales”, de Ángela Gurría. Este gran cubo

está colado masivamente con un concreto de alta resistencia,

de forma que cumpla con su función de contrapeso a la gran

escultura.

Otra pieza que merece una especial mención es el “Muro Arti-

culado”, de Herbert Bayer. Está formado por 33 bloques prefa-

bricados de concreto que se encajan en un eje, uno sobre otro,

con un desfase de 50 cm entre cada uno. Es un diseño suma-

mente limpio y muy estético, atribuible a la formación de Bayer,

un virtuoso del diseño gráfico de la Escuela de la Bauhaus.Figura 1. Muro Articulado. Proceso de Construcción, Archivo del Arq. Pedro Ramírez Vázquez.

199

Una vez terminada la estructura de concreto armado,

cada una de las esculturas se pintó de acuerdo al diseño de

cada artista.

Estado de Conservación Deterioros

El principal deterioro al que se han visto sometidas todas

las esculturas ha sido el abandono. Fernández nos plati-

ca que, cuando se terminó de construir la Ruta, la crisis

generada por el movimiento estudiantil del 68 impidió

que se hiciera una entrega formal al Departamento del

Distrito Federal, lo que la dejó en una total indefinición

jurídica y legal. Hasta 1994 se forma ex profeso el Patro-

nato Ruta de la Amistad con el propósito de rescatarla y

conservarla.

Como consecuencia del abandono y la falta de manteni-

miento, las esculturas se deterioraron en el plano material

pero también en el plano social, originando la falta de

apropiación de una comunidad que se identifique con ella y

que la dignifique.Figura 2. El Ancla. Proceso de Construcción, Archivo del Arq. Pedro Ramírez Vázquez.

200

En su materialidad encontramos los siguientes deterioros:

Cimentaciones Las cimentaciones están en buen estado, no se encontraron

daños severos en sus propiedades físicas o mecánicas. Se

registraron únicamente deterioros superficiales causados

por mínimas filtraciones de humedad y por los movimientos

y vibraciones procedentes del tráfico vehicular de la zona,

así como los propios de las esculturas. Además de esto,

en algunas estructuras, como en el caso de “Señales”, se

encontró acumulación de basura y escombro cercano a los

cimientos, que no afectaron de manera directa la pieza.

EstructuraCon el fin de analizar el verdadero estado de deterioro,

fue necesario hacer registros o pasos de hombre en todas

las esculturas. La localización de los pasos de hombre y

algunas calas exploratorias –que servirían para registrar

armados, espesores y resistencia del concreto– se determi-

naron con apoyo de las fotografías históricas que Ramírez

Vázquez tomó durante la construcción de las esculturas.

En ellas se muestran las estructuras de acero antes de su Figura 3. El Ancla. Proceso de Construcción, Archivo del Arq. Pedro Ramírez Vázquez.

201

colado, con lo que se localizaron los puntos de apertura de

calas donde no se afectara la estructura principal de las

esculturas, realizando el registro fotográfico y documental

de cada una de ellas para su análisis (Figura 4).

Si bien el concreto en general se encontró con buena

consistencia –es decir, sano–, sí se localizaron zonas con

un proceso de carbonatación avanzado. Este fenómeno

se genera por un cambio en el pH del concreto, motivado

principalmente por la presencia de CO2 en el ambiente, lo

cual es muy común en contextos urbanos como en el que se

encuentran las esculturas (Torres 2011: 23).

En condiciones normales, el concreto protege al metal em-

bebido en él a través de dos mecanismos. En primera instan-

cia, el oxígeno presente en el concreto reacciona con el acero

formando una fina capa de óxido sobre el acero que lo pasiva

y lo protege de cualquier corrosión posterior. En segundo lu-

gar, si la cantidad, espesor y densidad del recubrimiento son

apropiados, se mantendrá el carácter básico del concreto y

no habrá carbonatación o penetración de agentes agresivos.

Es decir, que el acero de refuerzo no se oxida en el concreto

debido a la alta alcalinidad de la pasta de cemento (pH de Figura 4. Esferas. Interior de la escultura.

202

hasta 13). Cuando la carbonatación progresa hacia la profun-

didad del refuerzo, la capa de óxido protectora y pasivadora

deja de ser estable, dando lugar al proceso de corrosión.

La velocidad de carbonatación en el concreto se determi-

na por la forma de la estructura, la densidad del mortero o

concreto, su porosidad y volumen; la formación de este fren-

te de carbonatación afecta directamente a la estructura del

concreto y de manera colateral a las varillas de acero pre-

sentes, propiciando la formación de productos de corrosión.

Para conocer la extensión y profundidad de la carbona-

tación se usó el método tradicional in situ con un indicador

de fenolftaleína, en una retícula de barrenos acorde a la

geometría de cada escultura y con una profundidad de 3.5

cm. (Figura 5).

Los resultados de laboratorio indicaron que las esculturas

tienen en promedio una carbonatación en el 95% del total

de su superficie con 2.0 cm de profundidad promedio. En

la literatura encontramos que el proceso de carbonatación

normal en un concreto de buena calidad debe ser del orden

de 1.00 mm al año (Vidaud 2012: 6-12). Si se toma en cuenta

esta relación en un concreto con 43 años de creación, se lle-Figura 5. El Ancla. Retícula sobre la superficie de la escultura.

203

Figura 6. El Ancla, pruebas de carbonatación.

garía a un profundidad de carbonatación de 4.3 cm. Sin em-

bargo, de acuerdo con el mapeo realizado en las esculturas,

la carbonatación tiene un promedio de 2.00 cm de profundi-

dad, por lo que se puede decir que el concreto utilizado en

la fábrica original fue de buena calidad y que gracias a los

constantes esfuerzos por conservarlas se ha reducido dicho

proceso a la mitad. Esto indica que, a pesar del contexto

urbano, las cargas y esfuerzos se han mantenido estables.

Sin embargo, aunque lo resultados son diferentes en

cada escultura, es en “El Ancla” en la que encontramos ma-

yor grado de carbonatación (Figura 6,7). Sólo en este caso,

el acero estructural sí presentaba un proceso de corrosión

muy avanzado (Figura 8).

Esta escultura en particular se encontró con menos re-

fuerzo en el concreto, es decir, con poco armado, lo que oca-

sionó que la superficie estuviera muy agrietada, la carbona-

tación muy acelerada y la corrosión del acero muy avanzada.

A pesar de la carbonatación del concreto, la corrosión

encontrada en el acero expuesto3 en todas las demás Figura 7. El Ancla, distribución de carbonatación.

3 El acero puede estar expuesto al interior de la escultura, o por agrietamiento del concreto en el exterior.

204

Figura 8. El Ancla. Deterioro de metal expuesto.

esculturas –excepto en “El Ancla”– era únicamente super-

ficial, sin llegar a afectar la estructura del núcleo metálico.

Las secciones más afectadas presentaban escamación o

exfoliación que, en general, no comprometían la estructura

de las esculturas. Por otro lado, los elementos metálicos

embebidos en el mortero o concreto se encontraron en un

mejor estado, al quedar medianamente aislados de factores

externos que afectaran su materialidad.

Por otra parte, en el interior de todas las esculturas se

encontraron fragmentos desprendidos de la propia estruc-

tura de concreto que por efectos de oxidación y corrosión

en el acero fueron perdiendo cohesión y resistencia.

Acabados Los acabados en su conjunto son el estrato que se encuentra

en mayor contacto con factores extrínsecos de deterioro; en

general está formado por diversas capas de pintura y una

superficie de mortero que soporta estos estratos pictóricos.

Para la mayoría de las piezas es en estos estratos donde

empiezan las alteraciones que posteriormente van pene-

trando a la estructura del concreto.

205

Con las calas realizadas y el análisis microscópico de

algunos cortes estratigráficos, se localizaron pinturas de

diferentes materiales, resanes de concreto sobre capas

pictóricas y otros recubrimientos con cargas de arena y

cemento. La presencia de diversas capas de pintura de dife-

rentes naturalezas (además de grafiti), causó que cada una

de éstas actuara de manera desigual ante la humedad, el

sol y los gases contaminantes, con lo que se crearon diver-

sas fisuras y craqueladuras que contribuyeron a exponer el

concreto exterior ante estos mismos factores, acelerando

su proceso de degradación (Figura 9, 10).

Estudios realizadosLos estudios de laboratorio fueron hechos, a solicitud de

CAV Diseño e Ingeniería, por el químico Luis Alejandrino

Torres Montes, asistido por la química Francisca Franco

Velázquez, del Departamento de Materiales de la UAM Az-

capotzalco, y la ingeniero químico Marina Estévez Gallardo,

experta en recubrimientos protectores.

Después de una prospección general, se tomaron mues-

tras en el concreto, el acero y las capas pictóricas presentes.

Figura 9. Esferas. Concreto Superficial.

Figura 10. Tres Gracias. Recubrimientos pictóricos.

206

Porosidad del Concreto

La porosidad es una característica importante del concreto,

ya que de ésta depende en parte su resistencia a la com-

presión y su durabilidad. Está definida como la cantidad de

espacios vacíos que quedan inmersos dentro de la masa

del material, como consecuencia de la evaporación del

agua libre de la mezcla y la presencia de aire naturalmente

atrapado (Sánchez, 2006: 36).

El concreto es un material muy complejo, sería muy

extenso hablar aquí del fenómeno y efectos de la po-

rosidad y su relación con la absorción, la adsorción, la

permeabilidad, la apariencia y la resistencia (el concreto

soporta el esfuerzo por compresión y el acero el esfuerzo

a tensión) del concreto armado. Diremos solamente que

este análisis indicó cierto grado de pérdida de material

cementante, indicativo de un proceso de degradación del

concreto, generalmente ocasionado por carbonatación.

Aunque esta porosidad permitió en cierto porcentaje la

penetración de agua de lluvia y, por tanto, de oxígeno y

carbono, el nivel de oxidación en el metal embebido, en

la mayoría de las esculturas intervenidas no tuvo una

afectación estructural, salvo en el caso de “El Ancla”, en

la que por el grado de corrosión sí llegó a hacer necesaria

la sustitución de algunas piezas que forman la estructura

metálica para evitar un fallo estructural en la distribución

de cargas.4

Metalografía del acero

Otro de los materiales base de las esculturas es el acero con

que está elaborada la estructura. Éste se dividió, para su aná-

lisis, en metal embebido en el concreto y en metal expuesto.

Para el caso del acero estructural se llevaron a cabo prue-

bas de metalografía para determinar las cualidades de la alea-

ción y la técnica de factura con la que se conformó el metal.

Los análisis tanto de vigas como de varillas concluyeron

que las muestras contenían perlita y ferrita, lo cual nos

indica que se trata de aceros al carbón. Esto nos dio pie a

definir los procedimientos de intervención y/o sustitución.

4 Los resultados del estudio fueron: densidad real=2.148 g/cm3, densidad aparente=1.71 g/cm3, porosidad real=10.5%, porosidad aparente=7.5%.

207

Identificación de estratos pictóricos por Difracción de Rayos X

Para los estratos pictóricos se llevaron a cabo pruebas de

difracción de rayos en la capa pictórica, para la identifica-

ción de compuestos inorgánicos.

Como resultado de estas pruebas se pudo identificar

poliuretano y pintura acrílica como los componentes mate-

riales utilizado para la mayoría de los recubrimientos.

DiscusiónEn el inicio de este proyecto, cuando las autoridades analiza-

ban si invertir o no en la reubicación de las esculturas afecta-

das por de la Autopista Urbana Sur, se puso sobre la mesa la

posibilidad de únicamente hacer un escaneo 3D de las piezas

y luego demolerlas. Con el registro pormenorizado que brinda

el escaneo, sería posible reproducir las piezas, idénticas, en

su nueva ubicación. También contábamos con la información

proporcionada por las calas y la investigación en las fuentes.

Es decir, sabríamos de forma exacta cómo estaban cons-

truidas. De esta forma el fin estético se conservaría. Pero,

¿qué hay de la conservación de los materiales originales?

¿Qué de la pieza misma considerada histórica en su mate-

rialidad? ¿Será sólo la nostalgia de una forma antigua de

restauración?

La decisión final de mover y reubicar las piezas originales

no tuvo nada que ver con todo eso, sino más bien con la fac-

tibilidad económica. Sin embargo, para nosotros serán cada

vez más familiares estos cuestionamientos respecto de los

objetos del pasado reciente considerados como patrimonio.

Puesto que el concreto armado es un material contem-

poráneo sumamente estudiado, la reflexión se enfoca más

bien en los procedimientos que se le pueden aplicar y cómo

se consideran esos “de restauración”.

En sí mismo el concreto, como material de construcción

del siglo xx, tiene una historia y la calidad en su prepara-

ción se ha ido modificando y perfeccionando a lo largo de

los años, así como las características del acero de la es-

tructura para producir un concreto armado.

Con la invención de los hornos rotatorios y los molinos de

cuerpos moledores al comienzo del siglo xx, se pudo pro-

ducir cemento Portland en cantidades industriales y hubo

un desmesurado desarrollo de las estructuras de concreto

reforzado. Desde entonces, siempre se consideró que el

208

concreto hidráulico era un material prácticamente impere-

cedero por su solidez, su dureza, su alta resistencia mecá-

nica a la compresión e incombustibilidad.

Sin embargo, el concreto en su misma condición de

piedra artificial puede sufrir modificaciones en su estruc-

tura. Existen agentes internos y externos que con el paso

del tiempo lo pueden deteriorar, como lo ha demostrado la

corta experiencia de estos últimos 100 años de vida.

Por ello, hacia la década de los 60, en todo el mundo se

empezó a poner especial cuidado a la conservación y repa-

ración de toda suerte de estructuras de concreto armado,

dando origen al entendimiento de los mecanismos de daño

y al estudio formal de la patología del concreto, pero sobre

todo a la prevención de fallas.

El cuestionamiento ahora se centra en cómo nos acer-

camos a ese patrimonio. Por un lado, es posible tratarlo

como tradicionalmente se ha hecho y respetar la mate-

rialidad del mismo hasta donde la conservación de las

instancias estética e histórica nos lo permitan, resca-

tando cualquier escama y cualquier fragmento por con-

siderarlos portadores de información, fragmentos sus-

ceptibles de estudio y reinterpretación. Pero también es

posible atacar los problemas de conservación de piezas

de concreto con técnicas actuales y propias del material,

como si de un edificio nuevo y no patrimonial se trata-

ra, de forma que inclusive se prevean y corrijan futuros

deterioros, es decir, reemplazando materiales originales

por nuevos.

También nos encontramos en este proyecto con la necesi-

dad de dominar el lenguaje especializado de tres diferentes

disciplinas: la restauración, la arquitectura y la ingeniería

civil, lo que resultó en un interesante reto de conjunción de

especialidades y de traducción y utilización de términos,

por demás ilustrativo. Por ejemplo, cuando un ingeniero

habla de la patología del concreto está vislumbrando qué

parte de la estructura habrá de remplazar, y no qué técnica

de restauración aplicará.

Quizá sea tiempo ya combinar esta aproximación con las

ventajas que nos brinda tratar con un material prácticamen-

te nuevo y al cual podemos mejorar anticipándonos a sus

futuros deterioros. Es mucho lo que hay que discutir a este

respecto aún.

209

ConclusiónPor ahora estas meditaciones siguen siendo sólo eso, re-

flexiones en torno a una problemática que ya se vislumbra.

En tanto analizamos y discutimos la mejor forma de acer-

carnos al patrimonio contemporáneo de concreto armado,

debemos seguir conjuntando especialidades para crear

protocolos que nos ayuden a dirigir nuestras acciones.

También rescato que para hablar de los sistemas cons-

tructivos de metal es imprescindible hablar también del

concreto. Este binomio forma a su vez un sólo sistema

–concreto armado– en el que ineludiblemente interactúan

entre sí, dependiendo uno del otro tanto para su conserva-

ción como para su propio deterioro.

210

Fuentes consultadas— Del Valle, Angélica, et al. 2001. El fenómeno de la corrosión en estruc-

turas de concreto reforzado. Secretaría de Comunicaciones y Trans-

portes, Instituto Mexicano del Transporte. Sanfandila, Querétaro.

— Fernández, Raymundo. 2011. “Revisión Histórico-Crítica de la Ruta

de la Amistad. Aciertos y Desaciertos”. En unam, iie, El Patrimonio

de los Siglos xx y xxi, 15o Coloquio del Seminario de Estudio y Con-

servación del Patrimonio Cultural. México, 205-219.

— ICA. 2012. Autopista Urbana Sur, una autopista inteligente. Docu-

mento electrónico disponible en http://www.autopistaurbanasur.

com/el-proyecto/autopista-urbana-sur

— Insaurralde, Mirta Asunción, et al. 2011. “El Problema de los Objetos

del Pasado Reciente como Patrimonio”. En unam, iie, El Patrimonio

de los Siglos xx y xxi, 15o Coloquio del Seminario de Estudio y Con-

servación del Patrimonio Cultural. México, 169-178.

— Neville, Adam. 1999. Tecnología del Concreto. México, imcyc.

— O’Reilly, Vitervo. 2010. “Exceso de agua causa porosidad en el

concreto”. Documento electrónico disponible en http://www.uv.mx/

universo/423/infgral/infgral_16.html

— Sánchez, Diego. 2006. Durabilidad y Patología del Concreto. Institu-

to del Concreto, 2ª. Reimpresión. Colombia.

— Torres, Luis. 2011. Informe del Examen Preliminar y Primeros Ensayos

de Laboratorio de las Esculturas de la Ruta de la Amista. Resultados

de análisis de laboratorio. México. cav Diseño e Ingeniería. Inédito.

— Vidaud, I. y E. “La carbonatación en el concreto reforzado”. En

Construcción y Tecnología del Concreto. imcyc, Año 12, número 246,

Ingeniería, enero 2012. México, pp. 6-12

Ramón Velázquez CabreraIngeniero Civil por la unam, Especialidad en Construcción también por la

unam. 25 años de experiencia en el área de la restauración de patrimonio

inmueble. Al frente de la empresa cav Diseño e Ingeniería ha dirigido

proyectos en los inmuebles históricos más representativos de México

como la Catedral Metropolitana, el Palacio Nacional y la Casa de Moneda.

Así como la reubicación del Cuauhtémoc y de las esculturas de La Ruta de

la Amistad.

Liliana Olvera FloresLicenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym, Ingenie-

ra en Alimentos por la Universidad Autónoma Metropolitana, estudios

terminados de Maestría en Historia del Arte. En el sector público ha sido

Jefa de la Licenciatura en Restauración en la encrym y como Directora de

211

Educación Social para la Conservación en la cncpc. Ha llevado a cabo

numerosos proyectos de restauración, entre los que se destacan los de

pintura mural del periodo virreinal, metales históricos y órganos tubula-

res. Actualmente se desempeña como Gerente de Restauración de Bienes

Muebles y Digitalización de Documentos Históricos en la empresa cav

Diseño e Ingeniería.

Raquel Selene Flores Mancilla Arquitecta (Universidad del Valle de Toluca), Maestra en Conservación y

Restauración de Bienes Culturales Inmuebles (encrym). Líder del proyec-

to de Reubicación de las Esculturas de La Ruta de la Amistad, primera

fase con cav Diseño e Ingeniería. Ha participado en diversos proyectos de

levantamiento, planimetría digital, y dictamen en la encrym donde tam-

bién ha sido profesora adjunta. Auditora de Obra en el Órgano Superior

de Fiscalización, Edomex. Otras labores en cemex y cinahem.

212

Antecedentes HistóricosLa historia de la Academia de San Carlos inició hacia el año

1778 con la llegada a la Nueva España de Jerónimo Antonio

Gil, un grabador español enviado a la Ciudad de México

para supervisar las normas de arte y vigilar el trabajo de

fundición y vaciado de la Casa de Moneda virreinal (Brown

1976:27).

Antonio Gil había recibido orden ex profesa de esta-

blecer en dicha Casa una escuela de grabado (Toussaint

1990:214), por lo que tan pronto llegó a México comenzó

sus tareas docentes con apenas tres pensionados, y más

tarde con cuantos estudiantes quisieran asistir. El éxito

obtenido hizo concebir a Gil la iniciativa de establecer una

academia de las tres nobles artes a semejanza de las de

San Fernando de Madrid y San Carlos de Valencia. El 29 de

agosto de 1781 presentó un proyecto para la creación de

una Academia de Artes al Virrey don Martín de Mayorga,

quien acogió la idea con beneplácito, y el 4 de noviembre

del mismo año, día del onomástico del rey Carlos III, bajo

Xiutezca Garibaldi García

isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

RESTAURACIÓN DEL DOMO DEL PATIO PRINCIPAL DE LA ACADEMIA DE SAN CARLOS

213

hospital fundado por Fray Juan de Zumárraga (Toussaint,

1990:215) había cerrado sus puertas hacia el año de 1788,

trasladando a los enfermos al Hospital de San Andrés.

La primera etapa de florecimiento de la Academia termi-

nó en 1810 por la guerra de Independencia y el gradual des-

moronamiento financiero tras perder la pensión proveniente

de la Casa Real Española, debiendo cerrar en 1821 (Brown

1926b:123). En 1824 reabrió sus puertas gracias a la inter-

vención del ministro Lucas Alamán (Garibay 1990:9) y dos

años más tarde, durante el gobierno de Antonio López de

Santa Anna, la Academia fue reorganizada. Hacia 1844 se

determinó que el producto de la Lotería fuera asignado a la

Academia y que se dispusiera de una tercera parte de estos

fondos para comprar el edificio que aún rentaban, repararlo

y ornamentarlo (Báez 1976:6), por lo que la Academia tomó

el nombre de Lotería de la Academia de San Carlos, supri-

mida hacia el año de 1861 por Benito Juárez, volviendo a

padecer la falta de fondos (Utrilla 2004:70).

Durante el Imperio, para ser congruente con el nuevo

régimen, se le cambió el nombre y se le empezó a llamar

Academia Imperial de San Carlos, viéndose favorecida

cuyo patronato se establecía la nueva Academia, comenza-

ron las clases aun antes de contar con la real aprobación.

Las cátedras fueron impartidas en el mismo local que ocu-

paba la escuela de grabado en la Casa de Moneda (Tous-

saint 1990:214).

Carlos III aprobó el establecimiento de la Academia por

Real Orden, el 25 de diciembre de 1783, siendo un año más

tarde expedido el Real Despacho de Fundación (Utrilla,

2004:69). Varios profesores de la Academia de San Fernan-

do de España fueron invitados a formar artistas en la Nueva

España. La inauguración oficial del plantel fue el 4 de

noviembre de 1785, en tiempos del Virrey Conde de Gálvez

(Toussaint 1990:215).

Más tarde, la Academia adquirió un terreno ubicado

frente al Hospital de San Andrés, llamado Nipaltongo, para

levantar allí un edificio propio y adecuado a las activida-

des; sin embargo, el alto costo del proyecto obligó a que en

1791 se vendiera. Se decidió entonces rentar un lugar que

tuviera ya una construcción, siendo este momento en el

que el Hospital del Amor de Dios tomó un lugar primordial

en el escenario de la Academia (Fuentes 2007:50), pues el

214

por Maximiliano en su afición por la artes, quien concedió

presupuestos relativamente altos (Báez 1976:12). Durante el

gobierno republicano restaurado, Juárez promulgó una Ley

de Instrucción Pública que convirtió a la Academia de San

Carlos en Escuela Nacional de Bellas Artes, dependiente de

la Secretaría de Justicia e Instrucción Pública (Báez 1976:12).

En mayo de 1910, la escuela se incorporó a la Universidad

Nacional, y en 1913 volvió a tomar el nombre de Academia

de Bellas Artes. Al declararse la autonomía de la Universi-

dad, quedó dividida en Escuela Nacional de Arquitectura

y Escuela Central de Artes Plásticas. Ambas continuaron

compartiendo el edificio de la Academia, en la que se aloja-

ban también las muy conocidas galerías de pintura y escul-

tura, que para entonces eran dependencias de la Secretaría

de Educación y más tarde directamente del Instituto Nacio-

nal de Bellas Artes (Garibay 1990:43-44). En 1953 la Escuela

de Arquitectura cambió su sede a Ciudad Universitaria.

Domo del patio principalUna vez ya trasladada la Academia al Hospital del Amor

de Dios, el edificio sufrió diversas modificaciones que

Figura 1. Patio principal de la Academia de San Carlos, 1899, donde se observa la colección pictórica de la comunidad académica expuesta a la intemperie. Fototeca de la cnmh, conaculta, inah (Fondo antiguo, álbum 6, T. VI, No. 4).

215

las secretarías de Hacienda y de Instrucción Pública que le

autorizaran una partida para la compra de la cubierta en

París (Báez 1993:137). El contrato con la empresa Lapeyre-

re estipulaba la “fabricación de dos cúpulas o techos de

fierro con vidrios” para cubrir los dos patios del inmueble:

la higuera y el patio principal. Este contrato fue realizado

entre el cónsul de México en París, José Ma. Vega Limón,

en representación de la Secretaría de Instrucción Pública y

Bellas Artes de México, y el constructor L. Lapeyrere, el 7 de

abril de 1910 (agn, Vol. 367, Exp. 26, f. 3).

El constructor Lapeyrere se comprometió a construir los

techos de fierro con vidrios según los proyectos uno y tres

presentados por Rivas Mercado, en un plazo que no exce-

diera de tres meses. El costo de las cubiertas fue de 35 mil

200 francos, incluyendo los vidrios (agn, Vol. 367, Exp. 26,

f. 3), más 14 mil 450 francos por gastos de envío por mar y

tierra, es decir, un total de 49,650 francos (agn, Vol. 367,

Exp. 26, f. 16). Las estructuras de fierro fueron embaladas

y salieron de Francia de la estación París-Grenoble. Fabri-

cadas con exactitud y perfección para poder armarse con

facilidad, contaban con un plano con las marcas que traje-

respondieron a la necesidad de adecuar y crear espacios

que demandaba la entonces Academia de San Carlos; sin

embargo, el deterioro de las colecciones a causa del haci-

namiento y falta de espacios preocupaba a las autoridades

(Figura 1).

Las quejas recibidas por parte de los profesores culmi-

naron en la ejecución de algunas obras, entre las que se

encuentra la fabricación y colocación de una cubierta de

hierro y cristal para uno de los patios interiores, a fin de

adecuarlo permanentemente como galería del Museo de

Escultura y Exposición (Archivo Histórico de la Antigua Aca-

demia de San Carlos, ahaasc, Exp. 8550, 1896).

En 1903, el entonces director de la Academia, Ramón

Lascuráin, inició contratos con empresas en Estados Uni-

dos y París. La casa Milliken Brothers, de Broadway, envió

un presupuesto y un proyecto en septiembre del mismo

año, que ascendía a 5 mil 805 dólares, comprometiéndose

a fabricar la cúpula de metal y cristal y dejarla colocada

en su sitio (cfr. ahaasc, Exp. 9860,1903). Sin embargo,

un año más tarde Antonio Rivas Mercado, siendo el nuevo

director de la Escuela Nacional de Bellas Artes, solicitó a

216

ran las piezas referentes a cada proyecto. Las estructuras

metálicas incluían una mano de pintura de minio de plomo

(AGN, Vol. 367, Exp. 26, f. 4).

Fábrica de la cubiertaEl proyecto marcado con el número uno correspondía al del

patio principal, y debía cubrir una superficie de 19.27 x 17.13

mts. El diseño incluía:

un techo inferior curvo compuesto de doce armaduras y de

cuatro diagonales en las esquinas. Las armaduras debían

estar compuestas con láminas de fierro con calados en el

alma y escuadras, según dimensiones que se indican en

los dibujos, (AGN, Vol. 367, Exp. 26, f. 12). (Figura 2)

Las fuentes también consignanEl apoyo de estas armaduras está ligado por medio de una

solera también construida con escuadra. Arriba de este

techo, habría un cuadro formado de postes ligados por

un fierro U y de tableros de lámina de fierro con calados

reforzados con escuadras, el cual recibe la linternilla com-

puesta de cuatro armaduras intermedias derechas y cuatro

Figura 2. Antonio Rivas Mercado, Proyecto número 1 de la cubierta de la Acade-mia de San Carlos, 1910. Corte parcial del diseño del domo en el cual resalta la ornamentación y el cuidado en el detalle de las nervaduras que conforman la es-tructura principal y el anillo de compresión superior.AGN, Vol. 367, Exp. 26. f. 12)

217

diagonales también derechas. Los largueros tanto del techo

inferior como de la linternilla serán formados de láminas

de fierro con calados y escuadras, en cuanto los mangue-

tes que han de recibir los vidrios del techo serán del perfil

No. 477 del Album Lasson, con condensación para el agua,

siendo fijados a los largueros por medio de escuadras

(AGN, Vol. 367, Exp. 26, f. 12).

Como la linternilla volaba mucho, para sostenerla habrá

una serie de ménsulas de fierro con la forma y dimensiones

como lo marca el proyecto uno. Los canales serán de lámi-

nas de acero galvanizado con un zoclo de vista para que le

diera rigidez y facilite arreglar las pendientes de las aguas

pluviales (AGN, Vol. 367, Exp. 26, f. 13).

Los vidrios de la cubierta serán de 4 a 6 mm, de grueso

y de largo y ancho suficiente, teniendo en cuenta la hol-

gura para su colocación, los vidrios vendrán con el mastic

necesario para la colocación (agn, Vol. 367, Exp. 26, f. 13)

(Figura 3).

En junio de 1912, bajo la dirección de Manuel Gorozpe,

se firmó un contrato con los arquitectos Manuel y Carlos

Ituarte, quienes se encargaron de armar la cúpula sobre

Figura 3. Construcción en proceso del tambor del domo con fábrica de tabi-que en el cual se pueden observar óculos y las pilastras. En el piso resaltan tendidas las armaduras esperando a ser izadas. 1913. Colección enap/unam. (Fuentes 2007:82).

218

el patio principal (Báez 1993:137). Para poder instalar la

cubierta metálica se tuvo que anexar un tambor en la parte

superior para colocar la estructura. Dicho tambor se fabri-

caría siguiendo la posición de las columnas existentes para

formar tableros con ellas y colocar óculos en las partes

centrales. Asimismo, se retiraron las cancelerías de madera

y se integró en su lugar una balaustrada de cantera gris de

los Remedios, con pedestales para recibir la colocación de

alguna escultura.

La cúpula se terminó de colocar en 1913 para recibir en

ese momento al Museo de Escultura y Exposición.

Intervenciones en la cubiertaNo se tiene registro de alguna intervención en la cubierta

previa a 1958, por la fragmentación del acervo histórico de

la Escuela Nacional de Bellas Artes, en 1940, cuando una

parte se trasladó a la Escuela de Arquitectura en Ciudad

Universitaria.

Consecuentemente, la base que permitió argumentar y

tener elementos de juicio para la toma de decisiones, por

ejemplo, respecto de los vidrios, se basa en los resultados

Figura 4. Imagen que muestra con claridad los dos cuerpos que conforman la estructura domo, la parte baja resuelta en armaduras curvas que se concentran en el anillo de compresión y la cubierta superior con diseño de cuatro aguas. 1913. Colección enap/ unam (Archivo Gráfico de la Academia de San Carlos. Imagen 08-666726, 2009).

219

de los análisis de materiales, que incluyen principalmente

los metalúrgicos y los de los vidrios, los cuales en general

permiten identificar dos intervenciones:

1. Aplicación de una segunda capa de pintura en la estruc-

tura (antes de 1950)

2. El cambio de vidrios originales por vidrios de fábrica

actual de cuatro tipos (después de 1960) (Figuras 4 y 5)

Calas exploratorias para determinación de fábricas

Tras determinar las zonas representativas y de interés,

se tomaron muestras de las fábricas de los materiales

del domo, tomando como criterio que se ubicaran en si-

tios donde hubiera la menor afectación física y estética, y

pudieran brindar mayor información. La extracción de cada

una de las muestras se realizó con un riguroso control, de

los siguientes elementos:

1. Canalón perimetral

2. Mastique

3. Vidrios

Figura 5. Patio de la Academia de San Carlos exhibiendo su colección escultó-rica posterior a la construcción del domo. 1929. Fototeca de la cnmh-conacul-ta-inah (Fondo Antigui, albúm 6, T. VI, No. 47).

220

4. Estructura portante de vidrios

5. Capas de pintura y capa de primario anticorrosiva

6. Muros de tambor

7. Aplanados de tambor

Toma y análisis de muestras

A continuación se muestran los resultados del análisis de 7

diferentes muestras.

• Muestra 1. Canalón perimetral de recolección de aguas

pluviales

Esquina surponiente del domo. Se obtuvo de un proce-

so de aserrado.

Análisis y resultados

1. Fotomicrografía realizada en el microscopio electrónico

de barrido (meb) a 300 aumentos.

2. Espectro eds de la muestra No. 1, donde se observa

que se compone principalmente de hierro, carbono y

con un bajo porcentaje de manganeso.

3. Examen metalográfico, donde se observan una estruc-

tura de granos alargados, en dirección de la laminación,

que forman una matriz ferrítica. En este caso no se

aprecia la existencia de dobles limites de grano; sí se

observan impurezas y marcas típicas de un proceso de

laminado, como es la existencia de bandas.

4. Macrografía. Se observa una microestructura ferrítica

con presencia de impurezas y bandas características

de laminación (líneas que recorren toda la sección de la

muestra).

Se realizaron varias medidas del espesor de la capa de

corrosión. Los resultados se muestran en la tabla iv.

Medición 1 2 3 4 5 Promedio

Espesormm

0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.14

En la superficie no se aprecia ningún tipo de pintura de

recubrimiento; sin embargo, sí se observa una capa de

galvanizado (recubrimiento de zinc) y una fina capa de

corrosión.

5. Fotomicrografía. Se observa el metal en el estrato No.1;

en el estrato No. 2, en el borde se observa una capa

221

muy fina de zinc (galvanizado) de tono brillante y por

encima, una capa de corrosión como estrato No. 3.

• Muestra 2. Mastique

Para el análisis de este material se extrajeron dos mues-

tras, una soporte metálico de la estructura portante de

vidrios de la esquina suroriente del domo, y la segunda

del área de la linternilla.


1. Fotomicrografía realizada en meb a 100 aumentos.

2. Análisis elemental por eds, de cuyo espectro se con-

cluye que la muestra se compone de calcita (blanco de

España), yeso, óxido de hierro (rojo), arcillas silíceas y

sales solubles al agua compuestas de cloro.

• Muestra 3. Vidrios

Se registraron cuatro tipos de vidrios en todo el domo;

en cuatro de ellos se identifica una fábrica reciente

identificados por sus características físicas. Se realiza-

ron los análisis del vidrio tipo 1, el cual presentaba ca-

racterísticas que suponían mayor antigüedad de fábrica.


1. Fotomicrografía realizada en meb a 50 aumentos.

2. Gráfica del espectro eds. El análisis químico del vidrio

nos indica la presencia de calcio, silicio, sodio, magne-

sio, aluminio y azufre, se trata de un vidrio comercial del

tipo sódico-cálcico, a diferencia de los vidrios de fines

del s. xix y principios del siglo xx que como parte de su

composición tenían hierro y manganeso. También se

debe de observar que no existen irregularidades en la

microestructura, morfología y productos de deterioro,

características que suelen estar presentes en vidrios

antiguos.

• Muestra 4. Estructura portante de vidrios

Perfil “+” de soporte metálico de vidrios. Módulo 13,

sección 1.


1.Fotomicrografía realizada en meb a 300 aumentos.

2.De la gráfica del espectro eds, se concluye que la mues-

tra se compone principalmente hierro y bajos conteni-

dos de manganeso, carbono y silicio.

222

• Muestra 6. Muros del tambor

Tabique rojo recocido de 7 x 14 x 28 cm, colocado alre-

dedor de un castillo de concreto. Se encontró una trabe

de concreto, así como calzas de madera y pedacería de

tepetate.

• Muestra 7. Aplanados del muro del tambor

El paramento interior, cuenta con un aplanado de 1 a 1.2

cm de espesor de cemento-cal-arena. No se advierten

restos de pintura o color.

La fachada exterior tiene un aplanado de 1.5 hasta 4 cm

de espesor, de fábrica actual; se observan diferentes

capas de pintura acrílica.

Daños y deteriorosDeterioros en superficie

1.Capa de polvo. Derivado de la falta de mantenimiento se

ha acumulado una capa de polvo que con el tiempo se

ha endurecido generando el desarrollo de otras altera-

ciones en la superficie de la estructura.

• Muestra 5. Capas de pintura o capa anticorrosiva

Se realizaron calas estratigráficas en los recubrimientos

del metal, capas anticorrosivas y pinturas, para identi-

ficar cuántos y cuáles materiales conforman y cubren al

metal. De manera preliminar, y a simple vista, se regis-

tró una capa de color rojo bermellón (Figura 6).

Esta muestra se obtuvo de la Nervadura 1 - sección 3.

Figura 6. Fotomicrografía realizada en microscopio óptico 50 X de la estrati-grafía pictórica.

223

3. Manchas por humedad. Éste es uno de los deterioros

más comunes en la estructura. Evidentemente éstas

han sido causadas por los escurrimientos en la estruc-

tura del domo, por la pérdida parcial y/o total del mas-

tique, la presencia de vidrios rotos y, en algunos pocos

casos, por vidrios faltantes en la cubierta.

4. Manchas de sales. Las sales son producto de escurri-

mientos de agua y acumulaciones de humedad. Tienen

un color blanquecino y se presentan en diferentes luga-

res de la estructura. Se observa que algunos materiales

se disuelven (ionizan) en el agua y al evaporarse se cris-

talizan, creando salitres (mezclas de cloruros, sulfatos y

nitratos) y ocasionando estas eflorescencias solubles.

5. Manchas de grasa. En algunas áreas de la estructura,

especialmente en las uniones, se pueden apreciar man-

chas de grasas o engrasante de color oscuro. Se pre-

sume que esta sustancia fue añadida para permitir una

mejor instalación de los pernos y remaches facilitando la

entrada e instalación de piezas, y disminuyendo la fric-

ción entre la estructura y los elementos de soporte en el

momento del armado. Es importante señalar que estas

Medición Color Materiales presentes

1 Café Restos de corrosión

2 VerdeRecubrimiento compuesto de óxido de cro-mo, tierra verde, blanco de plomo, blanco

de España y arcillas silíceas

3 RojoRecubrimiento compuesto de minio, yeso,

rojo óxido y sílice

4 VerdeRecubrimiento compuesto de tierra verde,

partículas de rojo óxido, blanco de España, yeso, blanco de plomo y arcillas silíceas

5 VerdeRecubrimiento compuesto de colorante sin-tético verde, tierra verde, blanco de España,

yeso, blanco de plomo y arcillas silíceas.

6 GrisCapa compuesta de partículas de carbón,

yeso, óxidos de hierro y zinc, y arcillas silíceas

2. Corrosión. Se aprecia una delgada capa de óxido en

lugares puntuales de la estructura en áreas menores

a 0.10 m2, por la pérdida de las capas de protección y

exposición del metal al oxígeno y agua, originando un

medio tal que promueve la formación de óxidos y otros

productos de corrosión.

224

manchas son solamente una afectación visual, pues no

se aprecia ninguna alteración química en los elementos.

6. Excremento de ave. Aves han encontrado hogar en

algunas partes de la estructura aprovechando el de-

terioro de la malla de protección y la ausencia de un

mantenimiento continuo. Para definir el daño que puede

ocasionar esta plaga, debemos dejar en claro que el ex-

cremento de ave posee una variedad de sales y tiene un

contenido de ácidos tal que llega a afectar considerable-

mente elementos de concreto y piedras porosas como

tobas volcánicas o calizas.

7. Malla rota y suelta. Es de los deterioros más significa-

tivos por la falta de mantenimiento. A pesar de que la

función principal de la malla es brindar protección a sus

usuarios en caso de que los vidrios se rompan, no ha

habido muchas ocasiones en que su uso se convierta en

una necesidad. Este deterioro no sólo causa alteracio-

nes estéticas, sino que también provoca problemas de

sujeción, facilitando además el libre acceso de las aves.

8. Vidrios rotos y pérdida parcial de mastique. Entre los

principales deterioros en la cubierta se encuentran los

vidrios rotos, así como la craquelación y/o la pérdida

parcial de mastique, los cuales originan filtraciones y

escurrimientos de humedad en la estructura, que termi-

nan siendo la principal causa de deterioro, que a su vez

genera otros efectos.

9.Desprendimiento de aplanados y tabiques. La presencia

de agua ha ocasionado daños considerables como oxi-

dación y desprendimiento de pintura, así como otros no

menos importantes tales como eflorescencias salinas y

manchas en muros y aplanados que finalmente modifi-

can las condiciones químicas causando disgregación e

incluso desprendimientos.

Deterioros estructurales1. Remaches degollados: Algunos de los deterioros estruc-

turales son la ausencia o deterioro de los elementos de

unión en las estructuras entre sí. Como en el caso es-

pecífico de los remaches de hierro pudelado con dimen-

siones de 1” y 3/8”, los cuales han perdido sus cabezas

o puntos de soporte. Este deterioro puede modificar los

momentos en los puntos de apoyo de la estructura, so-

225

bre todo en aquellas uniones o piezas que han perdido

sus elementos de unión por completo.

2. Tornillos torcidos: Muchos tornillos presentan torceduras

y en algunos casos carecen de tuercas, generando una

falta de soporte entre los elementos. Este deterioro, al

igual que el anterior, también está enfocado en el aspecto

estructural del domo y podría causar algún tipo de altera-

ción o modificación en el comportamiento del conjunto.

3. Grietas: Durante el proceso de levantamiento de la

estructura, se determinó un pequeño desnivel hacia la

esquina suroeste, lo que coincide con las grietas que

se evidencian en la fachada sur y poniente del tambor.

Si hablamos de edificaciones ubicadas en el centro

histórico de la Ciudad de México, es necesario tomar en

cuenta los efectos diferenciales de hundimientos, pues

estamos hablando de un terreno no uniformemente

compacto y que tiende a crear problemas estructurales

en muchos edificios de ese sector. Cabe señalar que

en las esquinas es donde se concentran los mayores

esfuerzos provocados por el domo debido a que existe

mayor rigidez, razón por la cual existen estas grietas.

IntervenciónComo se pudo ver, en el caso de la estructura principal del

domo de la Antigua Academia de San Carlos, la finalidad de

la intervención es eliminar los productos de corrosión acti-

vos, pasivar aquellos que no se puedan retirar y aplicar una

capa de protección que inhiba la acción del ambiente sobre

el metal para proteger el bien cultural. Para el caso de la es-

tructura portante, la propuesta de intervención es retirar la

totalidad de los materiales que lo recubren, es decir, pin-

tura, mastiques y primario hasta llegar al metal en blanco

para poder realizar una limpieza profunda, pasivando todos

los puntos de corrosión activos sobre la estructura median-

te el empleo de ácido tánico.

Para la estructura principal del domo se tiene contem-

plado la limpieza profunda de toda la estructura mediante

jabones tensoactivos que faciliten la solubilidad de los

mantos salinos detectados y el arrastre de los puntos

grasos sobre la estructura, polvo, hollín y otros materiales

presentes sobre los elementos. Para las lagunas donde se

ha detectado la pérdida del recubrimiento se deberá proce-

der con la limpieza y posterior aplicación del ácido tánico,

226

primario rico en orgánicos de zinc compatible con el acero

dulce y, como acabado final, un recubrimiento fabricado a

base de resinas epóxicas con pigmentos.

Limpieza superficial La limpieza superficial tiene como objetivo mejorar la

apariencia, eliminar las fuentes potenciales de deterioro

y facilitar la aplicación de los tratamientos posteriores de

conservación y restauración. Para ello se realizó una lim-

pieza con agua y tensoactivos que eliminaran sales solu-

bles alojadas en los poros de los materiales, polvo, tierra y

suciedad de la superficie metálica.

Pasivación o estabilización del metal Se aplicó una solución de ácido tánico al 5% p/v en agua-al-

cohol en proporción 1:1. Este material es un convertidor de

corrosión que al entrar en contacto con los iones del hierro

provoca la formación de tanatos férricos en la superficie

metálica, los cuales constituyen una película que aísla la

humedad del ambiente, causando una cierta protección

frente a la corrosión.Figura 7. Domo de la academia de San Carlos durante la intervención. Foto-grafía de X. Garibaldi, 2011.

el cual contribuirá, como ya de mencionó a la pasivación y

estabilización del metal. (Figura 7)

Tanto para la estructura portante de los cristales como

para la estructura principal del domo, luego de la limpieza y

estabilización se procederá a la aplicación de un primer un

227

Capas de protecciónSe procedió a la aplicación de un primario epoxi anticorrosi-

vo en zonas con pérdida de pintura original. Como proceso

final fue necesaria una capa de protección consistente en

la aplicación de una sustancia capaz de aislar el metal del

medio ambiente, evitando nuevos procesos de corrosión y

otros deterioros.

En las zonas donde se ha perdido la capa pictórica y el

recubrimiento de minio de plomo que le aislaba del medio

se aplicó una capa de primario anticorrosivo de manera

local. Se empleó un recubrimiento con una resina altamente

impermeable como aglutinante.

Aplicación de soldadura de microfiletePara la unión de las placas superpuestas que conforman el

espesor total del alma de las nervaduras, se usó un siste-

ma de soldadura con electrodo de microalambre (gmaw)

en diámetro de 0.6 mm. (0.023”), ya que éste es el procedi-

miento menos invasivo, generando menos calor y disminu-

yendo las zonas afectadas por el calor (zac).Figura 8. Vista del proceso para la sustitución de cristales. Fotografía de X. Garibaldi, 2011.

228

Colocación de cristalesConsiderando que los cristales que se encontraban en el

domo no estaban cumpliendo correctamente su función,

no correspondían a la factura de la obra, no ofrecían mayor

información, ni revestían importancia histórica o tecnoló-

gica relevante, se procedió a sustituirlos. Derivado de lo

anterior, se seleccionó una estructura conformada por dos

cristales de 3 mm de espesor unidos mediante una panta-

lla inastillable que contuviera los fragmentos de cristal en

caso de rotura, se cuidó que la cara interna del cristal, o

el llamado “intradós”, tuviera un acabado esmerilado a fin

de filtrar y difuminar los rayos solares, contribuyendo a la

conservación de las esculturas exhibidas en el interior del

patio (Figura 8).

La siguiente figura muestra el interior del patio, conclui-

da la intervención. Nótese que la intervención se ha dado

a partir del arranque del tambor del domo conjuntamente

con sus herrerías. Asimismo, es de resaltar que la luz que

se filtra al interior tiende a ser homogénea derivado del

cuidado en la selección del acabado en la cara interior del

cristal (Figura 9). Figura 9. Vista desde el interior del patio al concluir el proceso de intervención. Fotografía de X. Garibaldi, 2011.

229

pasillos aledaños se dignificarán y mostrarán una imagen

integral con el domo. Para ello se realizaron trabajos de

sustitución de la cubierta de los pasillos oriente y norte

por una estructura metálica modulada con un acabado con

policarbonato. El tono napolitano que se integró al tambor

del domo ha sido el resultado de la búsqueda de la apertu-

ra del espacio a nivel arquitectónico en base a la paleta de

colores autorizada por el inah (Figura 10).

ConclusionesEs claro que la elaboración de un proyecto de interven-

ción con la participación de un equipo multidisciplinario

favorece la toma de decisiones correcta para el caso de

estudio; sin embargo, es aún más favorable que estas

directrices se sustenten con documentos históricos y me-

diante la información obtenida a través de métodos cientí-

ficos, como se ha mostrado en el presente documento. El

principal objetivo de nuestra intervención se ve cumplido

cuando la conservación y la salvaguardia de la estructura

centenaria se ve asegurada para el disfrute de las genera-

ciones venideras.Figura 10. Vista desde el exterior del domo al concluir el proceso de interven-ción. Fotografía de X. Garibaldi, 2011.

La siguiente imagen corresponde a la vista final del domo

desde el exterior, donde se puede observar su gran cali-

dad arquitectónica y su lucimiento, una vez concluidos los

trabajos. Como parte de la intervención se buscó que los

230

Fuentes consultadas— Archivo General de la Nación.1910. Ramo de Instrucción Pública y

Bellas Artes, Caja 367, Expediente 26.

— Archivo Histórico de la Antigua Academia de San Carlos, Facultad de

Arquitectura, unam, México.

— Báez Macías, Eduardo. 1972. Guía del archivo de la Antigua Acade-

mia de San Carlos, 1801-1843. unam, México.

— Báez Macías, Eduardo. 1976. Guía del archivo de la Antigua Academia

de San Carlos, 1844-1867. unam, México.

— Báez Macías, Eduardo. 1993. Guía del archivo de la Antigua Academia

de San Carlos, 1867-1907, Vol. I. unam, México.

— Brown, Thomas. 1976a. La Academia de San Carlos de la Nueva Espa-

ña. “La fundación y organización”. t. i. sep-setentas, México.

— Brown, Thomas. 1976b. La Academia de San Carlos de la Nueva Espa-

ña. “La Academia de 1972-1810”. t. ii. sep-setentas, México.

— Coordinación Nacional de Monumentos Históricos. 2008. Archivo

Geográfico, inah, México.

— Coordinación Nacional de Monumentos Históricos. 2008. Fototeca,

inah, México.

— Fuentes, Elizabeth. 2007. Historia Gráfica, Fotografías de la Academia

de San Carlos, 1897-1940. unam-enap, conacyt, México.

— Garibay, Roberto. 1990. Breve historia de la Academia de San Carlos y

la Escuela Nacional de Artes Plásticas. enap-unam, México.

— Toussaint, Manuel. 1990. Arte Colonial en México. unam-iie, México.

— Utrilla Hernández, Alejandra. 2004. Arquitectura Religiosa del Siglo

XIX, Catálogo de planos del acervo de la Academia de San Carlos.

unam-enap, México.

Xiutezca Garibaldi García Arquitecta y Maestra en Arquitectura en el campo de Restauración

de Inmuebles Históricos por la Universidad Nacional Autónoma de

México.

Como encargada del Departamento de Restauración de Edificios His-

tóricos en la Dirección General de Obras y Conservación de la unam,

se ha dedicado a coordinar y dirigir obras en las que se distinguen los

campos de la restauración, reestructuración, preservación, conser-

vación y recientemente museografía. Entre sus proyectos más impor-

tantes se encuentra la reestructuración del Palacio de Medicina y la

restauración de los domos del Museo de Geología, Casa del Libro y la

Antigua Academia de San Carlos, así como el Antiguo Templo de San

Pedro y San Pablo para albergar el Museo de la Constituciones.

231

Introducción El presente trabajo es resultado del Programa Mexicano de

Cooperación Internacional para el Desarrollo de la Secreta-

ria de Relaciones Exteriores. A través de la Dirección Ge-

neral de Cooperación Técnica y Científica, se desarrolló el

Programa de Cooperación Educativa y Cultural entre los go-

biernos de México y la República de Nicaragua, que incluyó

varios proyectos que iniciaron en el 2001, cuando se solici-

tó al Instituto Nacional de Antropología e Historia (inah) un

dictamen del estado de conservación del mural “Los Pro-

meteos”, del pintor Arnold Belkin, que se encuentra en el

Antiguo Palacio Nacional, hoy Palacio de Cultura. El proyec-

to quedó a cargo de la Escuela Nacional de Conservación,

Restauración y Museografía “Manuel del Castillo Negrete”

(encrym-inah), concluyendo en 2005 con la restauración

del mural bajo la coordinación de la restauradora Martha

Isabel Tapia González, en la que participaron los restau-

radores Margarita López Fernández, Luis Eduardo Amaro

Cavada, Laura Cosette Ramírez Gallegos, Salvador Guillén

Martha Isabel Tapia González,


isbn: 978-607-484-648-5

Í N D I C E

PROBLEMÁTICA DE CONSERVACIÓN DE INMUEBLES DE CONCRETO ARMADO Y SUS ACABADOS ARQUITECTÓNICOS EN MANAGUA, NICARAGUA

232

de ingenieros, arquitectos y restauradores de Nicaragua,

España, Brasil y México. Los especialistas mexicanos que

participaron fueron los ingenieros Óscar de Buen López de

Heredia, José Luis Sánchez Martínez y Enrique Santoyo Villa;

los arquitectos Alberto González Pozo y Carlos Martínez

Ortigoza; el doctor Roberto Meli Piralla y la restauradora

Martha Isabel Tapia, por parte de la Coordinación Nacional

de Conservación del Patrimonio Cultural. Ese año se hizo el

proyecto de restauración del inmueble y los bienes inmue-

bles por destino de la Antigua Catedral de Managua.

En este artículo se abordará la problemática a que nos

enfrentamos en los inmuebles de la Antigua Catedral de

Santiago y el Antiguo Palacio Nacional.

Antigua Catedral de Santiago de Managua1

La Catedral de Santiago se localiza en centro histórico de

Managua, en la República de Nicaragua, en la plaza de la

República, también conocida como de la Revolución. Fue

diseñada y construida por la firma de arquitectos Pablo

Jiménez y Ana Lizeth Mata Delgado, por parte de México;

por Nicaragua ayudaron los alumnos de la Escuela de Artes

Plásticas “Rodrigo Peñalba” y los alumnos de la Universi-

dad Politécnica de Managua (upoli), quienes recibieron dos

cursos de capacitación en conservación de pintura mural y

piedra entre 2001 y 2005.

Durante la administración del presidente Vicente Fox se

planteó que México presidiera un patronato internacional

con el objetivo de recaudar fondos para la restauración de la

antigua catedral metropolitana de Managua y gestionar ante

las Naciones Unidas que fuera declarada patrimonio históri-

co de la humanidad. Así, en 2004 el inah realizó un dictamen

del estado de conservación del inmueble, bajo la dirección

de los arquitectos Salvador Aceves y Carlos Martínez Ortigo-

za, de la Coordinación Nacional de Sitios y Monumentos.

En 2005 se llevó a cabo el taller “Proyecto de restauración

arquitectónica de bienes culturales inmuebles por destino,

reestructuración y adecuación de espacios de la Catedral

de Santiago en Managua, Nicaragua”, con la participación

1 El nombre oficial del inmueble es Antigua Catedral de Santiago de Managua; otros textos lo mencionan como Antigua Catedral Metropolitana de Managua. Sin embargo, para efec-tos del presente texto se hará referencia a ella con su nombre oficial.

233

El inmueble recrea la Iglesia de Saint-Sulpice de París,

Francia. Compuesta por cinco naves con transepto, su

nave central está sostenida por pilares en forma de arco.

El inmueble se caracteriza por su diseños victorianos, con

réplicas europeas, estilos renacentista y neoclásico tardío a

base de cuerpos con órdenes clásicos, toscano en su parte

inferior, dórico en su cuerpo bajo y el corintio en su cuerpo

alto. Contaba con una suntuosa decoración con vitrales,

Figura 1. Imágenes de la antigua Catedral de Santiago, Managua, Nicaragua e iglesia de Saint-Sulpice, Francia.

Dambach y Gautier, siendo construida en los Ateliers Meta-

lurgiques de Nivelles en Bélgica y llevada en barco al puer-

to de Corinto y posteriormente a Managua por tren. Es la

primera edificación realizada en Nicaragua con una estruc-

tura de acero y cemento.

Su construcción se inicia entre 1928, finalizándose en

1934. Sin embargo, no es inaugurada hasta dos años des-

pués, siendo su consagración el 24 de julio de 1946.

234

La capital de la República de Nicaragua, Managua, de-

bido a su ubicación geográfica en la cordillera volcánica

del Océano Pacífico y a las características de su formación

geológica, ha tenido erupciones, inundaciones y terremotos

que destruyeron gran parte de la ciudad en 1931 y en 1972.

La catedral en plena construcción resistió el terremoto

de 1931, quedando incólumes las estructuras metálicas,

las cuales aún no contaban con el recubrimiento de concre-

to. Este no fue el caso del primer Palacio Nacional, que se

derrumbó.

El terremoto de 1972 provocó severos daños estructura-

les en la catedral, especialmente en la fachada norte y en

los dos últimos tramos de las torres. El inmueble quedó en

el abandono hasta mediados de los 90, cuando se decidió

su restauración, la cual fue suspendida a fines de esa déca-

da debido a problemas de asentamiento del edificio.

Los intentos de restaurar la Catedral de Santiago de

Managua han llevado a que se elaboren numerosos dictá-

menes y proyectos. En 1974 se realizó un estudio estruc-

nichos y altares de cemento con recubrimientos de mármol

en la técnica de mosaico, mosaicos venecianos, estatuas

y relieves, arcos de medio punto, pilares balaustrados y

pintura mural (Figura 1).

En el interior en la parte superior de la nave se pueden

observar 44 relieves en estuco, elaborados en cal, y cargas

realizados con molde con un terminado bruñido. En la parte

inferior de ellos podemos encontrar 22 pinturas murales de

Vicente Aranda, realizadas entre 1924-1940. Los murales

fueron elaborados sobre un aplanado de cemento con la

técnica al óleo y lámina de oro y bol.2

Las esculturas son obra del español Alfonso Sabater y

representan personajes como Isabel La Católica, Hernández

de Córdoba, Fray Bartolomé de las Casas y figuras del siglo

xx como Monseñor Lezcano. Los relieves de los frontones

exteriores son cuatro y explican parte de la historia bíblica,

como la lucha de San Miguel Arcángel contra el demonio y

la exaltación de la Virgen (en el frontón este) y la descrip-

ción de apóstoles y fundadores (frontón norte)(Figura 2).

2 Análisis elaborados para la pintura mural por el químico Javier Vázquez Negrete (encrym-inah) y para los estucos por la química Gloria Vera de la Coordinación Nacional de Conser-vación del Patrimonio Cultural del inah(cncpc-inah).

235

tural por el Banco de la Vivienda. Para 1994 se elaboró un

estudio técnico preliminar para la orientación del proyecto

de restauración y reutilización. En 1995 se llevó a cabo la

intervención en la estructura de techo y piso, por nombrar

algunos trabajos.

En 1994, siendo aún presidenta de Nicaragua Violeta

Barrios de Chamorro, se creó la Comisión Pro-Restauración,

compuesta por el Ministerio de la Presidencia, la Curia

Arzobispal, el Instituto Nicaragüense de Cultura, el Minis-

terio de Construcción y Transporte, la Alcaldía de Managua

y el Ministerio de Finanzas. Sin embargo, no se resolvió el

problema de fondo.

En 2000, el presidente Arnoldo Alemán Lacayo declaró a

la Antigua Catedral de Santiago Patrimonio Histórico y Cul-

tural de la Nación, dando pie a la creación de la Comisión

de Salvación de Catedral, integrada por delegados del Insti-

tuto Nicaragüense de Cultura, Presidencia de la República,

iglesia Católica y el Instituto Nicaragüense de Turismo.

En el 2005, a iniciativa de México se realizó un taller

para desarrollar la propuesta para los estudios, proyectos

y levantamientos arquitectónicos como base para la res-Figura 2. Vista del interior de la Catedral de Santiago.

236

tauración arquitectónica y de bienes culturales adosados a

la catedral, además de programar la etapa de intervención

que permitiera avanzar en el rescate de este emblemático

edificio y llevar a cabo el plan maestro. Se concluyó que la

estructura metálica estaba en condiciones que permitían

su recuperación, por lo que era necesario un plan maestro

para su restauración que incluyera el entorno urbano inme-

diato. Las intervenciones de restauración e ingeniería debe-

rían respetar las características arquitectónicas originales,

así como a los bienes inmuebles por destino (Figura 3).

A pesar de que desde 1993 Managua cuenta con la Cate-

dral Metropolitana dedicada a la Inmaculada Concepción de

María, diseñada por el arquitecto mexicano Ricardo Lego-

rreta, el inmueble tiene poco apego entre los nicaragüen-

ses, por lo que la restauración de su antigua catedral es

fundamental entre la población. Con el fin de llevar a cabo

la restauración integral del inmueble y los bienes inmue-

bles por destino que alberga es necesario recopilar toda la

información documental, gráfica, fotográfica y estudios que

se han realizados, ya que muchos de los acabados y ele-

mentos decorativos han sido sustraídos del inmueble. Figura 3. Imágenes que ilustran el estado de conservación de la estructura metálica.

237

de la estructura que la soporta. En caso de ser necesaria una

intervención muy profunda, es importante establecer si resulta

arquitectónicamente acertada la decisión de reconstruir el esti-

lo, fundiendo piezas a imitación de las originales (Figura 4).

En el caso de las losas sería necesario llevar a cabo un

análisis más profundo para establecer si sólo se repararan

o deben sustituirse, sin olvidar que es indispensable la

reposición de los elementos de evacuación de aguas plu-

viales y en cualquier caso su impermeabilización acorde al

tipo de inmueble.

En relación con los bienes inmuebles por destino, como

son los vitrales, altares, relieves, esculturas y la pintura

mural presentan distintos grados de deterioro. Todos los al-

tares han sido vandalizados, desapareciendo los acabados

que originalmente eran de mármoles de distintos colores,

por lo que para llevar a cabo su restitución es necesario

contar con fotografías para poder determinar cómo eran,

por lo que se sugirió que se hiciera un llamado a la pobla-

ción para ver si contaban con imágenes del interior de la

catedral, ya que en muchos de los casos no se cuenta con

elementos para determinar cómo era el acabado.

A partir de los estudios previos, se determinó que los

paños, dinteles y arcos agrietados pueden reponerse o res-

taurarse, siempre que se investigue previamente y a profun-

didad la situación de la estructura interior actual mediante

diversos métodos de análisis, y se repongan así sus carac-

terísticas de resistencia y de ductilidad. Es fundamental

que se proteja la estructura de la oxidación. Es importante

recalcar que es necesario llevar a cabo estudios sobre el

grado de oxidación que presenta la estructura actualmente

y los productos de corrosión presentes.

No es necesario aportar mayor rigidez en una futura

intervención que la que otorgan las fábricas actuales, a las

que difícilmente se puede suplir con añadidos de paneles

de hormigón, que además necesitarían destrozar los pará-

metros actuales y que no podrían dar la uniformidad y sime-

tría a los elementos arquitectónicos.

El inmueble presenta fisuras longitudinales que deben ser in-

tervenidas en forma inmediata. El estado de conservación que

presentan las torres (sobre todo la derecha) hace factible plan-

tear una solución sin que sea necesario llevar a cabo estudios

sobre su sistema constructivo, así como de las dimensiones

238

Actualmente la catedral ya no cuenta con los vitrales que

tuvo en su inicio, por lo que contar con la documentación

de ellos es indispensable para poder llevar a cabo una

reposición.

Existen en el interior y el exterior relieves en estuco de

cal que fueron moldeados, que presentan pérdidas, fractu-

ras y problemas de carbonatación debido a que han estado

expuestos en algún momento a la intemperie. Su restau-

ración es factible siempre y cuando se trabaje primero el

inmueble y se protejan adecuadamente en el proceso de

intervención del inmueble.

En cuanto a la pintura mural, con excepción de algunos

paneles que son ilegibles, se puede llevar a cabo su restau-

ración. Se enviaron muestras a la encrym para determinar

su técnica de factura. Los murales están pintados con la

técnica al óleo sobre un soporte de cemento3. Los principa-

les efectos de deterioro que presentan son fracturas, deco-

loración y pérdida de capa pictórica. Sin embargo, antes de

poder realizar su restauración es necesario protegerlos ade-Figura 4. Daño en la torre.

3 Informe “Análisis químico de los aglutinantes de la pintura mural de la Antigua Catedral de Santiago de Managua, Nicaragua” del químico Javier Vázquez Negrete, encrym-inah; 2005.

239

cuadamente para que pueda llevarse a cabo la intervención

en el inmueble.

Las esculturas en bulto presentan una problemática muy

puntual, como la pérdida de algunos elementos y proble-

mas de suciedad, por lo que pueden ser removidas de su

lugar y ser trabajadas en un taller de restauración.

Aun cuando México presentó un proyecto integral para

iniciar los estudios puntuales de ingeniería para poder

hacer una propuesta de intervención integral y elaboró la

Figura 5. Antiguo Palacio Nacional.

propuesta de intervención de los bienes inmuebles por

destino, hasta el momento no se han llevado a cabo debido

a los cambios políticos en Nicaragua.

Antiguo Palacio Nacional El Palacio Nacional se construyó entre 1893 y 1909 con un

estilo afrancesado, pero quedó destruido en el terremoto

de 1931. En 1933 se inició en el mismo lugar una nueva

construcción. El “Antiguo Palacio Nacional de los Héroes

240

no mexicano para que se llevara a cabo un mural que se

ofrecería como regalo al pueblo nicaragüense, y que con su

temática celebrara el triunfo revolucionario conseguido por

los nicaragüenses en 1979 y a la vez conmemorara el ani-

versario de la Revolución mexicana, hermanando a los dos

pueblos que lucharon por la obtención de su soberanía. Es

así como Belkin pinta en el segundo piso del edificio, en el

paramento exterior principal del Salón Azul, el mito griego

de Prometeo, incorporándolo a los movimientos revolucio-

narios mexicano y nicaragüense. Mientras que en el panel

central, la figura principal es el héroe griego, en los paneles

laterales los personajes principales son los históricos Emi-

liano Zapata y César Augusto Sandino (Figura 6).

El primer paso al que se enfrenta el restaurador es de-

terminar el estado de conservación que presenta su objeto

de estudio. Es a través de la observación de los efectos de

deterioro en el bien cultural que se establecen las causas

y los mecanismo que produjeron el deterioro y afectaron la

estabilidad del objeto. Como resultado de la observación

in situ, se pudieron detectar varios problemas de conserva-

ción en el mural.

y Mártires de la Revolución”, actualmente denominado

Palacio Nacional de Cultura, es donde Arnold Belkin pintó

el mural “Los Prometeos”, en mayo de 1987. Actualmente el

inmueble alberga en su interior al Museo Nacional de Cul-

tura, en donde existen también obras murales de artistas

como Vlady.

El edificio de estilo neoclásico fue diseñado y construido al

igual que la catedral bajo la responsabilidad de la Sociedad

Pablo Dambach R.C, Gautier Ltda. bajo el gobierno de Anas-

tasio Somoza García. Presenta dos fachadas iguales entre sí,

mostrando cuatro columnas dóricas que sostienen el frontón

triangular, dos a cada lado de las entradas (Figura 5).

El inmueble, al igual que la catedral, fue dañado en 1972

por un terremoto, pero este edificio sí fue restaurado.

Con el triunfo de la revolución Sandinista, la pintura mu-

ral adquirió en Nicaragua una importancia inusitada que le

permitió llegar a constituir casi un movimiento. La creciente

movilización social generó necesidades de comunicación a

través de la plástica, promoviendo la toma de conciencia y

la identificación de los problemas históricos y sociales en el

país. Dentro de este contexto nació la propuesta del gobier-

241

Estado de conservación del mural “Los Prometeos”A pesar de que el inmueble fue intervenido después del

sismo, continuaba presentando problemáticas específicas.

Uno de los principales problemas que presenta el inmue-

ble y que afecta directamente al mural, es la presencia de

humedad, debida sobre todo a la filtración del agua desde

la azotea del edificio, la cual se estanca debido a proble-

mas de desagüe ocasionados por la carencia de pendiente

y por la ausencia de elementos de conducción del agua.

Cabe mencionar que durante la restauración del inmueble

Figura 6. Mural de “Los Prometeos“ de Arnold Belkin.

se modificaron las pendientes y el sistema de desagüe

original. Por otro lado, el sistema de impermeabilización de

la azotea era prácticamente inservible, por lo que el agua

estancada en la cubierta era absorbida por los materiales

de construcción, filtrándose al interior del muro, siendo el

mural el principal frente de evaporación.

Al estar en contacto los materiales de construcción con

el agua, se dio un proceso de disolución. El agua acarreó

sales solubles que circularon a través de los poros del ma-

terial de construcción buscando la mejor salida para enton-

ces evaporarse y dejar depositados sobre la superficie de

242

Figura 7. Imagen que ilustra la pre-sencia de sales sobre la superficie del mural.

evaporación. Estos residuos salinos se perciben como velos

blanquecinos en la superficie del mural (Figura 7).

Además de este deterioro, se presentan dos patrones

diferenciales como el ampollamiento y el desprendimiento

parcial de la capa pictórica en varias zonas de la pintura

mural (Figura 8).

Con el objetivo de determinar el origen del deterioro dife-

rencial que presentaba el mural, se solicitó la colaboración

del doctor Manuel E. Espinosa, del Departamento de Sínte-

sis y Caracterización de Materiales del Instituto Nacional de

Investigaciones Nucleares (inin), para la identificación de

las posibles sales y materiales que se encontraban presen-

tes en el mural “Los Prometeos”. Las muestras colectadas

fueron traídas a México para someterlas a estudios de

microscopía electrónica de barrido (meb), dispersión de

energía de rayos-x (eds) y difracción de rayos-x (drx). Los

resultados mostraron la presencia de sales solubles, así

como un deterioro de la capa pictórica.

Prácticamente todas las muestras contenían sales solu-

bles de manera dispersa en las porosidades o concentradas

de manera local. A través de los análisis de mes, eds, mapeo

243

químico elemental y drx fue posible la identificación de

sales solubles en las muestras de capa pictórica, como eflo-

rescencia de agregados cristalinos y hábitos de crecimiento

de tipo acicular y hojuela, característicos de las sales como

sulfatos de calcio (yeso) y sodio (Mirabilita). Además se de

detectaron fibras de gran extensión encontradas periódica-

mente y que son características de los carbonatos de calcio

(calcita). Estas sales también fueron encontradas como

subeflorescencia de agregados cristalinos por debajo de la

superficie de las muestras de capa pictórica. El mapeo quí-

mico elemental permitió la observación de la distribución de

los elementos que caracterizan a las sales solubles del tipo

sulfatos, carbonatos e incluso cloruros, y se pudo relacionar-

los con una morfología de cristal característica (Figura 9.)

Se determinó que el agua que se acumulaba en la cubier-

ta del inmueble durante periodos prolongados a lo largo del

año facilitó el proceso de hidratación, hidrólisis y solubili-

zación. Entre de los materiales constructivos identificados

está el cemento gris, presente en aplanados. Este material

desde su factura era rico en contenidos de sulfatos de sodio

y calcio. A esto hay que agregar que otro factor que influyó Figura 8. Desprendimiento de la capa pictórica.

244

de manera importante fue la humedad relativa del ambien-

te, la cual condicionó la cristalización y disolución de estas

sales. En otras palabras, la precipitación de las sales se

llevó a efecto cuando la humedad relativa del ambiente fue

menor a la humedad relativa de equilibrio de una solución

saturada, esto en función de cada tipo de sal en particular.

A este problema se sumó la temperatura ambiente (que

en promedio podría situarse en 28 y 30 grados centígra-

dos). Los cambios de temperatura y humedad relativa a los

que se vio sometido el mural en las distintas estaciones

del año produjeron una subeflorescencia de sales como

sulfatos, carbonatos y cloruros, alterando así la resistencia

mecánica de la capa pictórica y generando la presencia de

fracturas de la misma, inclusiones cristalinas y producien-

do la exfoliación y pulverulencia de la capa pictórica.

Los análisis permitieron comprender a detalle los efec-

tos de deterioro que se presentaban en la capa pictórica,

pero no por qué se presentaba desprendimiento de la capa

pictórica en zonas tan localizadas ni uno de los patrones

de deterioro, por lo que fue necesario buscar información

sobre a técnica de manufactura empleada por el pintor.Figura 9. Identificación de sales.

Fases cristalinasMuestra

Base de preparación Muestra 2 Muestra 3

Yeso(Ca2SO4·2H2O)Calcita (CaCO3)

√ √ √

Sulfito de sodio(Na₂SO₃. 7H2O)

√ √

Mirabilita(Na2SO4·10H2O)Halita (NaClSylvita

√√√

√

245

constatar que el problema de filtración de la humedad en el

inmueble estaba presente desde la factura de la obra.

El mural fue realizado con acrílico de la marca Politec.

Este medio es una resina acrílica que se conforma de

ácidos acrílicos y metacrílicos. Las resinas acrílicas prepa-

radas para usarse como medio pictórico se consiguen en

emulsión en agua o en solución en solventes orgánicos.

Al secar, la pintura acrílica forma una película plástica en

cuanto se evapora el solvente. Puede trabajarse sobre ella

mediante capas de pintura muy diluida, buscando un efecto

translúcido que permita que las capas anteriores puedan

observarse a través de las superiores y así manejar diferen-

tes colores sin que éstos se mezclen entre sí.

Fue pintado sobre un aplanado de cemento gris al que se le

colocó otro aplanado de cemento blanco y polvo de mármol,

sobre un soporte de concreto armado. Derivado de la con-

sulta al diario personal del Belkin se puede tener referencia

sobre los problemas que presentaron el primer y tercer panel.

Se usaron herramientas como el aerógrafo llegando a ser

un virtuoso en su manejo. “En la pintura mexicana actual

es seguramente Belkin quien ha usado con mayor profusión

Técnica de manufactura del muralLa fuente principal de información sobre el proceso de eje-

cución del mural es el diario personal de trabajo de Bel-

kin, otra información se recabó a partir de las entrevistas

realizadas a algunos de los alumnos nicaragüenses que

ayudaron a Belkin en la creación del mural. Gracias a este

documento se obtuvieron datos sobre el proceso organi-

zativo y de composición que llevó a cabo el pintor, ade-

más de varios datos sobre los materiales empleados, los

procesos efectuados y los problemas a los que se enfrentó

durante el trabajo.

El propio Belkin ya mencionaba en su diario las manchas

de humedad y los problemas de secado que debió enfrentar

incluso antes de iniciar su obra. El pintor escribe que trató

de secar los muros mediante pistolas de aire, ventiladores

y hasta el planchando del muro, lo cual provocó la pérdida

de textura y el sellado del poro del aplanado que recibiría

la capa pictórica y dificultó su sujeción al aplanado. Esta

situación, aunada al problema de humedad antes descrito,

explica en cierta medida los desprendimientos de algunas

zonas del mural. Gracias a esta información fue posible

246

y diversidad la fotografía. La cámara fotográfica y el proyec-

tor eléctrico se cuentan entre sus herramientas básicas”

(Belkin 1986:109).

Sobre el aplanado pintó con acrílicos y pinceles, mientras

que el sombreado se hizo con aerógrafo.

Belkin utilizó regularmente en sus obras un sellador para

el aplanado llamado Luzitrón; pero en este mural no existió

evidencia de su uso, ni en los análisis realizados a muestras

de pintura y ni en su diario personal. Otra de las variantes

que se encontró fue la falta de un barniz final llamado Liqui-

tex, que Belkin usó en otros murales, el cual era “aplicado

a la pared con pistola de aire, luego con una brocha, y por

último con brocha de aire para matar un poco el brillo”5.

Toda la información que pudo obtenerse sobre la obra

fue gracias a la pintora Patricia Quijano, que facilitó tanto el

diario como las fotografías de los modelos realizados por el

autor. La investigación permitió por un lado frenar los agen-

tes de deterioro y realizar los procesos de restauración por

un grupo de profesores y estudiantes de la encrym-inah. La

información obtenida a través de los análisis químicos, así

como de la investigación de la técnica de factura utilizada

por el pintor permitió llevar a cabo los procesos de restau-

ración con materiales y técnicas que garantizaran la perma-

nencia de la obra.

ConclusiónPara finalizar, es importante recalcar que uno de los

compromisos a los que se enfrenta constantemente el

profesional de restauración es sensibilizar a la sociedad

sobre la importancia que tiene el conservar el patrimonio

cultural, no sólo como información del pasado sino como

parte activa del quehacer cotidiano. La participación de los

restauradores en este foro contribuye a esta sensibilización

y a difundir los conocimientos que esta disciplina puede

aportar a otras. Sólo en la medida que se trabaje con otras

disciplinas se podrá asegurar la conservación de este tipo

de bienes culturales que forman una unidad indivisible con

el inmueble que los contiene.

5 Diario personal de Arnold Belkin.

247

Cabe señalar que en el caso del Palacio de Cultura, no se

tenían problemas estructurales importantes que pusieran

en riesgo la permanencia del inmueble ni de los bienes cul-

turales contenidos en su interior. Sin embargo, es de con-

siderar que a pesar de haber sido rehabilitado después del

sismo, continuaba presentando problemáticas específicas

como las bajadas de agua que afectaban de manera directa

al mural, como paso en específico con la obra de Belkin.

248

Fuentes consultadas— 2010, “Catedral”, Nuestra identidad Rescate Histórico de Managua,

Nicaragua.

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249

xico. Inédito. Laboratorio de Investigación de Coordinación Nacional

de Conservación del Patrimonio Cultural. inah.

Martha Isabel Tapia González Licenciada en Restauración de Bienes Muebles (encrym-inah, Méxi-

co), con estudios en Tecnología y Conservación de piedra y Conser-

vación Preventiva: Reducción de Riesgos en Colecciones (iccrom).

Docente de la encrym desde 1985 impartiendo materias del área

científica y Seminario Taller de Restauración de Pintura Mural. Ha

asesorado coordinado proyectos y sido ponente en México y diversos

países de Centroamérica. En la Coordinación Nacional de Conserva-

ción del Patrimonio Cultural, inah, participó en el Programa Nacional

de Protección de Bienes Muebles de Recintos Religioso y al Programa

de Prevención del Robo, Saqueo y Tráfico Ilícito de Bienes Culturales

Muebles; y en la Dirección de Registro de Arqueológico en el Programa

de Registro de Monumentos Históricos.

Ana Lizeth Mata Delgado Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah. Ha

participado en diversos proyectos de conservación y restauración con

instituciones públicas y privadas, en México y el extranjero, institu-

cionales y privados. Ponente y organizadora de diversos encuentros

de conservación y restauración de arte contemporáneo. Co-coordinó

el 1er. Encuentro de incca (International Network for Conservation of

Contemporary Art) en México, y fue parte de la conformación de la

Red Iberoamericana. Es titular del Seminario Taller de Restauración de

Obra Moderna y Contemporánea en la encrym-inah, y ha sido docente

en el cencropam-inba.

250

Esta obra se terminó de realizar el 10 de abril de 2015 en la Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museografía,

ubicada en General Anaya 187, Colonia San Diego Churubusco, Delegación Coyoacán, Distrito Federal. México.

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