La Cal: Historia, Propiedades y Usos.

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Primera edición: marzo 2013 D.R. 2013 © Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitaria, C. P. 04510, Coyoacán, México, Distrito Federal. Instituto de Investigaciones Antropológicas www.iia.unam.mx

Realización de portada:

ISBN: Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin la autorización escrita del titular de los derechos patrimoniales.

D.R. Derechos reservados conforme a la ley Impreso y hecho en México Printed in Mexico

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Índice

Introducción...................................................................................................................9 I. Historia y usos tradicionales de la cal El uso de la cal en el mundo prehispánico mesoamericano..........................19

Luis Barba Pingarrón

La cal y los sistemas constructivos...................................................................47 Luis Guerrero

II. Las propiedades de la cal y la manufactura de materiales de cal Agregados de morteros y conglomerados de cal............................................73

Alejandra Alonso Olvera

Principios generales para la preparación de argamasas..................................95 Isabel Villaseñor y Renata Schneider

El uso de aditivos orgánicos en mezclas de morteros de cal en el área maya.................................................................................................................113 Claudia García Solís y Yareli Jáidar Benavides

III. El uso de la cal en la conservación del patrimonio cultural El uso de la cal en la conservación de los monumentos arqueológicos e históricos: de la teoría a la práctica.....................................................................139

Haydeé Orea Magaña

El uso de la cal en conservación: la experiencia internacional.....................159 Valerie Magar

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El mucílago de nopal como aditivo de las pastas de cal empleadas en conservación...................................................................................................183



Los recubrimientos de protección y sacrificio como alternativa de conservación in situ para monumentos históricos y arqueológicos..........................203



Sandra Cruz Flores

Patricia Meehan Hermanson y Alejandra Alonso Olvera

Nanotecnología aplicada en la consolidación de pinturas murales. Nanopartículas de hidróxido de calcio, Ca(OH)2 .........................................................233

María del Carmen Castro Barrera, Yareli Jáidar Benavides, Piero Baglioni y Rodorico Giorgi

IV. Estudios de caracterización Recomendaciones para la caracterización de la cal y otros materiales calcáreos..........................................................................................................257 Luis Alejandrino Torres Montes

Consideraciones finales.............................................................................................269 Luis Barba Pingarrón e Isabel Villaseñor

Anexo 1. Ficha comparativa del cemento y de la cal..............................................273 Valerie Magar

Anexo 2. El uso del jabón y el alumbre para la impermeabilización de cubiertas, recubrimientos de cal y arena, cemento y tejas..............................................381 Haydeé Orea Magaña

Anexo 3. Glosario.......................................................................................................285

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Introducción

Los textos incluidos en este volumen pretenden responder a una demanda de gran importancia en el ámbito de la arqueología y la conservación del patri­ monio cultural, ya que recientemente el Consejo de Arqueología del inah prohibió el uso del cemento portland en la consolidación de estructuras en zonas arqueológicas, por lo que la cal y sus mezclas constituyen el material alternativo para este tipo de trabajo. El libro, por tanto, tiene como objetivos compilar el saber y los usos tradicionales y contemporáneos de la cal, con un giro especial hacia la conservación de estructuras arqueológicas; está desti­ nado principalmente a arqueólogos, arquitectos, restauradores y arquitectosrestauradores, así como a los estudiantes de estas disciplinas que trabajan en nuestro país y que encontrarán en esta publicación gran cantidad de infor­ mación teórica y práctica que esperamos les facilitará el poder tomar decisio­ nes adecuadas en el uso de un material que había sido olvidado y comienza nuevamente a ser usado, por lo que es el momento de difundir la información pertiente. El libro reúne doce capítulos de diversos autores, los cuales están agrupa­ dos en cuatro secciones principales, además de los anexos. La primera sección aborda la historia y los usos tradicionales de la cal, con especial referencia a nuestro país, tanto en la época prehispánica como colonial. En la segunda sección se tratan diversos temas sobre la naturaleza de la cal y los materiales constitutivos de los morteros y argamasas, así como las distintas formas de producción y preparación. Por otra parte, los capítulos de la tercera sección analizan diversos aspectos del uso de los materiales a base de cal en la conser­ vación de acabados arquitectónicos. Finalmente, la última sección presenta los aspectos de análisis y caracterización de materiales calcáreos. En el primer capítulo, Luis Barba Pingarrón aborda las principales for­ mas del uso de la cal en las culturas prehispánicas, tanto en la construcción

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como en el desarrollo de la pintura mural, en la alimentación –donde jugó un papel de gran relevancia–, en el saneamiento de los espacios urbanos y en el almacenamiento de agua y de productos alimenticios perecederos. El artícu­ lo trata también aspectos de geología, energía y físico-química relacionados con la producción de cal, y se incluye una revisión bibliográfica que mues­ tra el posible origen de esta tecnología en la zona del Petén en Guatemala y norte de Belice, así como las dificultades que enfrentan los arqueólogos para la identificación de los aplanados de cal. Luis Barba también describe que gracias al uso de la cal en la preparación de pisos en el pasado, la arqueología actual dispone de superficies que atrapan residuos químicos, lo que permite la reconstrucción de actividades humanas. Por todas estas razones, el artículo resalta la importancia de conocer la tecnología antigua no sólo para enrique­ cer nuestro conocimiento del pasado, sino para tomar desiciones en cuanto a la elección de los materiales más adecuados para emplearse en las interven­ ciones modernas. El autor del segundo capítulo, Luis Guerrero, busca caracterizar el papel fundamental de la cal en la edificación de las estructuras constructivas pre­ dominantes en México desde la época prehispánica hasta el siglo xx. Es así que se destaca la cal como elemento de soporte de los componentes estruc­ turales y el impacto de su manejo en la forma y dimensiones de los sistemas constructivos más frecuentes. Luis Guerrero también describe los procesos de transformación y edificación con cal, así como la lógica constructiva, for­ mas, dimensiones, límites y vulnerabilidad de las construcciones. Detalla los procesos de transferencia de cargas a través de muros, columnas, entrepisos, cimentaciones y elementos de refuerzo estructural, a partir de una visión in­ tegral de los sistemas constructivos en la que se pondera la función de los diferentes componentes en un trabajo de tipo “orgánico”, donde cada uno de éstos tiene su razón de ser en función de su acción conjunta. Haydée Orea enfatiza en su capítulo la importancia de recuperar el co­ nocimiento tradicional del manejo de la cal como material de construcción, a fin de aplicar estos saberes en la preservación del patrimonio arquitectóni­ co. La autora describe con detalle el proceso de obtención, quemado, apaga­ do y fraguado de la cal aérea, así como las reacciones químicas que conllevan estas transformaciones y la manera en que dichas reacciones se reflejan en aspectos prácticos. Finalmente se presentan los usos que pueden darse a la cal hidráulica y a las mezclas de cal aérea con agregados puzolánicos. El cuarto capítulo, de Alejandra Alonso Olvera, aborda los agregados, los cuales son parte indispensable de los morteros y argamasas de cal. Los agrega­ dos son derivados de rocas o de materiales sintéticos que cuentan con propie­ dades particulares, como granulometría, textura y color, mismas que permiten obtener diversas mezclas para distintos propósitos. De esta manera, el capítulo describe las propiedades de los agregados, cómo seleccionarlos, y cuál es el

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impacto en la eficiencia de los morteros cuando los agregados se combinan con la cal y el agua, así como algunos estándares que pueden usarse para se­ leccionarlos y una guía práctica para evaluarlos. Finalmente, la autora provee algunos ejemplos de agregados tradicionales usados en el proyecto para la conservación de los elementos decorativos de la zona arqueológica de Ek’ Balam en Yucatán. En el capítulo de Isabel Villaseñor y Renata Schneider, se establecen los principios generales para la elaboración de morteros y argamasas, lo que tie­ ne como objetivo sentar las bases para la comprensión de las propiedades de estos materiales a base de cal, así como mostrar las principales variables a considerar para contar con los materiales más adecuados para ser empleados en proyectos arqueológicos y de conservación. Esto tiene especial relevan­ cia en México, donde, a diferencia de Europa y Estados Unidos, no existen argama­sas comerciales estandarizadas para fines de conservación, por lo que es necesario tener un conocimiento básico para su preparación. En el sexto capítulo, Claudia García y Yareli Jáidar describen la búsqueda por mejorar las propiedades de los morteros de cal a través del uso de aditivos orgánicos. Desde la década de los noventa, y debido en gran parte a las con­ secuencias desfavorables del uso de polímeros sintéticos en la restauración y conservación de los acabados arquitectónicos, se ha dirigido la mirada hacia el uso de técnicas tradicionales, tales como los aditivos de origen vegetal para la preparación de morteros de cal. Esta búsqueda responde a la necesidad de utilizar productos compatibles con los sustratos originales que muestren mayor durabilidad en las condiciones del clima local. Hasta el momento, su uso en conservación en varios sitios arqueológicos mayas ha dado resultados positivos; sin embargo, el cambio en las propiedades de estos morteros debe­ rá ser cuidadosamente considerado antes de tomar la decisión de su uso en problemáticas específicas de conservación. Tras una breve revisión de los principios deontológicos existentes para la conservación del patrimonio arqueológico, el capítulo de Valerie Magar presenta la evolución en el uso tradicional de la cal como uno de los princi­ pales materiales de construcción a lo largo de la historia y que también fue utilizado para mantenimiento y reparación. Con la creación del cemento, se prefirió su uso al de la cal, con una verdadera revolución en métodos y ritmos de construcción. Esto incidió en la práctica de la conservación de estructuras y elementos decorativos arqueológicos, con un uso extensivo de cemento y concreto armado, materiales aparentemente ideales por su durabilidad. Sin embargo, la incompatibilidad entre el cemento y los materiales porosos de construcción tradicionales pronto fue evidente, con resultados desastrosos. Recientemente se ha dado un lento retorno hacia nuevos usos de la cal, a veces gracias al rescate de técnicas y conocimientos tradicionales aún vivos, y en muchos otros casos gracias a investigaciones en archivos y laboratorios. La

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supervivencia misma de estructuras centenarias demuestra que la cal puede ser un material duradero y eficaz para su conservación. Sin embargo, la difi­ cultad en la preparación de morteros de cal y los conocimientos que requiere han retrasado la completa eliminación del uso del cemento. Con mejores co­ nocimientos y divulgación de las propiedades de la cal, así como con el apoyo de nuevos documentos sobre los principios éticos de la conservación, se espe­ ra que el cambio sea completo a mediano plazo. El mucílago de nopal como aditivo de las pastas de cal empleadas en conservación lo aborda Sandra Cruz, quien analiza la manera en que éste ha respondido a la búsqueda por mejorar las características de las pastas de cal recurriendo a conocimientos y materiales naturales usados tradicionalmente en la construcción. En este trabajo se discute cómo a nivel práctico este aditivo ha mostrado su influencia para mejorar las propiedades físico-mecánicas, ta­ les como la fluidez y la manejabilidad de la pasta durante su aplicación, la ad­ hesividad al soporte, la consistencia, el control de la contracción, la respuesta a la compresión y el proceso de carbonatación, entre otras. A partir de ello, la autora brinda los elementos de soporte científico relacionados con la composi­ cion química del aditivo, la diferencia entre la baba de nopal tradicionalmente obtenida y el mucílago puro, y discute los estudios que comprueban sus bene­ ficios y señalan sus limitaciones de uso. También aborda aspectos útiles para el mejoramiento en la obtención y uso del mucílago de nopal como aditivo en las pastas de cal. Finalmente, la autora perfila algunas líneas de investigación encaminadas a optimizar las pastas. En el capítulo sobre recubrimientos, Patricia Meehan y Alejandra Alonso detallan la función y características de la aplicación de las argamasas formu­ ladas con morteros de cal que se aplican sobre elementos arquitectónicos de materiales calizos, ya sea como recubrimientos de protección o de sacrificio. En este capítulo se presenta una breve semblanza histórica de su uso en el mundo y en México, así como las consideraciones teóricas, técnicas y de cri­ terio para su aplicación, y las modalidades que se han reportado reportado en la bibliografía y en la práctica. Al final del capítulo se presentan algunos procedimiento generales para su aplicación en diferentes elementos decora­ tivos que se han intervenido en la zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán. En el capítulo de nanotecnología aplicada en la consolidación de pinturas murales, María del Carmen Castro y coautores ilustran el desarrollo de nue­ vas tecnologías para la conservación, lo cual es el resultado, en gran parte, de las malas experiencias con materiales sintéticos usados con anterioridad en procesos de intervención de vestigios arqueológicos expuestos a la intemperie. Una línea de investigación ha sido el estudio y aplicación de las nanopartículas de hidróxido de calcio en la consolidación y fijado de estratos pictóricos en pintura mural y de recubrimientos arquitectónicos de origen calcáreo. Con esto se ha conseguido devolver a los bienes su estabilidad físico-química, cum­

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pliendo con el principio de compatibilidad entre los materiales de restauración y los originales. La evaluación de este producto se ha realizado de manera sistemática en diversos sitios arqueológicos donde existe pintura mural con problemáticas de deterioro de distinta naturaleza. Luis Torres, en el último capítulo, propone el examen preliminar del mo­ numento para conocer los materiales calcáreos presentes. También aborda algunos aspectos del muestreo, como son el tamaño, localización y la canti­ dad de muestras a colectar. Explica las técnicas analíticas tradicionales para determinar los componentes principales del material calcáreo como cemen­ tante, así como el uso de técnicas instrumentales más sofisticadas para la ca­ racterización de materiales constructivos calcáreos. Por último propone una marcha analítica para realizar el examen completo de un material calcáreo.

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Semblanzas editores Luis Barba Pingarrón

Profesor-investigador, Instituto de Investigaciones Antropológicas, unam Es Ingeniero Químico por el esiqie del ipn, Maestro en Geología Arqueológica por la Universidad de Georgia y Doctor en Antropología por la ffyl/iia, unam. Ha publicado 109 artículos (50 en publicaciones internacionales), 14 capítulos de libros, 3 libros y un manual, además de 82 informes técnicos. Es profesor invi­ tado de la Universidad de Barcelona, de la Universidad Autónoma de Barcelona, de la Universidad de Cádiz, en España, de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos en Perú, de la Universidad de Siena y de Calabria en Italia. Es miem­ bro del Sistema Nacional de Investigadores desde 1984, actualmente Nivel II, así como miembro de la Academia Mexicana de Ciencias a partir de 2012. Sus líneas de investigación se insertan  en el campo de la arqueometría, especialmente es pionero en prospección arqueológica. También desarrolla el campo de estudio de los residuos químicos en pisos arqueológicos y en recipientes cerámicos para interpretar su uso y función. Recientemente ha trabajado en el estudio de los materiales y su tecnología.

Isabel Villaseñor

Profesora-investigadora de la Escuela de Conservación y Restauración de Occi­ dente (ecro) Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah, y Maes­ tra y Doctora en Arqueología por el Instituto de Arqueología de la University College London. Realizó también una estancia posdoctoral en el Instituto de Investigaciones Antropológicas de la unam y una estancia corta en el Centro Internacional de Estudios para la Conservación y la Restauración de Bienes Culturales (iccrom) en Roma. Ha impartido diversos cursos sobre materiales arqueológicos y conservación. También ha participado en congresos nacionales e internacionales y publicado en revistas indizadas. Forma parte del Sistema Na­ cional de Investigadores, nivel candidato.

Semblanzas autores Luis Fernando Guerrero Baca

Profesor-Investigador Titular ”C” de la Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco. Es arquitecto, Maestro en Restauración Arquitectónica y Doctor en Diseño con especialidad en Conservación y Restauración del Patrimonio Construido. Sus investigaciones han versado principalmente sobre la teoría de la

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conservación y los sistemas contractivos tradicionales. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel II.

Alejandra Alonso Olvera

Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah.

Estudió la Licenciatura en Restauración por la encrym-inah y Maestría en An­ tropología por la ffyl-iia/unam, es Doctora en Arqueología por la Universidad de Calgary, Canadá. Su trayectoria profesional incluye la conducción de diversos proyectos de estudio y conservación de bienes arqueológicos. Ha publicado ar­ tículos sobre tecnología antigua y tratamientos de conservación y restauración sobre diversos materiales arqueológicos.

Haydeé Orea Magaña

encrym-Centro inah Chiapas.

Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah. Ha sido coordinadora de proyectos de conservación de pintura mural, arquitectura y re­ lieves en estuco y piedra en varios sitios del país. Ha sido asesora del iccrom y del Getty Conservation Institute en Ecuador, Belice y Perú. Su trayectoria acadé­ mica ha sido reconocida con la mención honorífica del premio Paul Coremans, así como con el premio Francisco de la Maza.

Valerie Magar

Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural, inah.

Valerie Magar es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encryminah y Maestra y Doctora en Arqueología por la Sorbona, Francia. Desde 1993 ha trabajado en la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cul­ tural del inah, enfocándose en conservación arqueológica. Entre 2004 y 2010, trabajó en iccrom, Roma, como especialista en conservación. Ha publicado di­ versos artículos y capítulos de libros sobre gestión y conservación de materiales arqueológicos, así como historia de la conservación.

Renata Schneider

Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah.

Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah. Se espe­ cializa en conservación y restauración de pintura mural, azulejería y arquitectu­ ra de tierra, así como en gestión y conservación de patrimonio rural e indígena. Actualmente está a cargo del proyecto de recuperación de los bienes muebles e inmuebles del templo de Nuestra Señora de la Asunción de Santa María Acapul­ co, San Luis Potosí, México.

Claudia García Solís

Centro inah Yucatán

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Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah y Maes­ tra en Arqueología por la Universidad Autónoma de Yucatán. Se ha especiali­ zado en la gestión, conservación e investigación del área maya, con un mayor enfoque en acabados arquitectónicos como pintura mural y escultura arqui­ tectónica. Actualmente es coordinadora del Área de Restauración del Centro inah-Yucatán y se encuentra a cargo de la conservación de los sitios de Izamal, Mayapán y Chichén Itzá.

María del Carmen Castro Barrera

Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah.

Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah y profe­ sora de la misma institución. Ha participado en diferentes proyectos e investiga­ ciones de conservación y restauración privados e institucionales.

Piero Baglioni

Departamento de Química, csgi-Universidad de Florencia. Es el Director del Centro Nacional de Nanociencias de Italia (csgi) y forma parte del Consejo ase­ sor de varias revistas intencionales, así como miembro del consejo científico de varias instituciones y sociedades nacionales e internacionales. Dentro de su tra­ yectoria destaca la investigación en nanociencia aplicada a la conservación del patrimonio cultural.

Rodorico Giorgi

Departamento de Química, csgi-Universidad de Florencia. Licenciado en Quí­ mica y Doctor en Ciencia para la Conservación del Patrimonio Cultural en la Universidad de Florencia. Su trayectoria académica incluye la caracterización de materiales y los procesos de degradación, así como el desarrollo de nuevas metodologías para la conservación de diferentes materiales culturales.

Yareli Jáidar Benavides

Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah. Ha di­ rigido proyectos de conservación de sitios arqueológicos del sureste de México, trabajando principalmente materiales como relieves en estuco y piedra, pintura mural y cerámica. Ha colaborado en los proyectos relacionados con nanociencia aplicada a la conservación en proyectos de la cncpc. Actualmente está cursando el Doctorado en Ciencia Aplicada a la Conservación del Patrimonio Cultural en la Universidad de Florencia, Italia.

Patricia Meehan Hermanson

Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah. Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah con el título de Estudios Avanzados en Prehistoria y Arqueología de la Península Ibé­

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rica en la Universidad Autóno­ ma de Madrid. Ha participado y coordinado proyectos de con­ servación de patrimonio cultural arqueológico dentro del inah, así como también en proyectos internacionales.

Sandra Cruz Flores

Coordinación Nacional de Con­ servación del Patrimonio Cul­ tural-inah. Es Licenciada en Restauración de Bienes Muebles por la encrym-inah y Maestra en Antropología por la unam. Se ha desempeñado como restaura­ dora en las áreas de conservación arqueológica y acabados arqui­ tectónicos y como coordina­ dora de proyectos integrales de conservación con comunidades. También ha brindado asesorías a nivel internacional en conserva­ ción de sitios arqueológicos.

Luis Alejandrino Torres Montes

Investigador iia-unam. For­ mado como ingeniero químico Industrial en la esiqie-ipn, con especialización en conserva­ ción e Investigación científica de materiales Arqueológicos, en el Conservation Center, Institute of Fine Arts, New York Univer­ sity en 1962-1963. Tiene más de 50 años de trabajo en el campo y actualmente está al frente del Laboratorio de Restauración Arqueológica del Instituto de In­ vestigaciones Antropológicas de la unam.

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I. Historia y usos tradicionales de la cal

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El uso de la cal en el mundo prehispánico mesoamericano Luis Barba Pingarrón IIA-UNAM

Introducción Es evidente la destacada participación de la cal en la construcción, la parte más obvia que apreciamos está en las estructuras que fueron recubiertas con aplanados o acabados a base de cal y que en su momento ofrecieron a sus habi­ tantes superficies planas, limpias y agradables. En particular, los pisos permi­ tieron la convivencia urbana en condiciones sanitarias adecuadas y evitaron las plagas y contagios característicos de otros conglomerados urbanos que ha­ bitaron directamente sobre pisos de tierra. Gran parte del exitoso desarrollo urbano mesoamericano se logró sin mayores contratiempos gracias a la cal. El ejemplo más destacado es Teotihuacan con sus 22 kilómetros cuadrados de espacios urbanos ocupados por más de cien mil personas que habitaron 2 200 conjuntos departamentales, lo que significa un promedio de 45 personas en cada conjunto con una superficie alrededor de 3 000 m2. Hasta donde los da­ tos arqueológicos permiten conocer, esta gran concentración urbana pionera en el Altiplano central no padeció grandes problemas sanitarios causados por epidemias, lo que seguramente se debe a la conjunción de muchos factores favorables, pero uno de ellos sin duda fue el uso de la cal como recubrimiento de las superficies arquitectónicas (Barba y Córdova 2010). Otro aspecto digno de mención es el hecho de que, antes de los teotihua­ canos, nadie había usado la cal como material de construcción en esta escala en el Altiplano central. Geológicamente no son muchos los afloramientos de roca caliza disponibles en la región pues la actividad volcánica más reciente ha sepultado estas antiguas capas. Entonces, a diferencia del área maya, en donde este recurso es abundante y omnipresente, en la región central fue necesario transportar esta roca y sus productos distancias considerables. De esta forma, en el caso de los teotihuacanos, tuvieron que aprender la tecnología de pro­ ducción, pero además organizar los sistemas de transporte y distribución de madera y especialmente de la propia cal para garantizar el suministro de este

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material para la construcción de una ciudad tan grande y compleja como Teo­ tihuacan (Barba y Córdova 1999). Aunque es notable el uso de la cal en este sitio, también es cierto que la dificultad que impone la distancia a la fuente de aprovisionamiento obligó a un uso restringido, de tal suerte que en muchas ocasiones los espesores de las capas aplicadas sobre los aplanados de lodo son del orden de milímetros. Esto contrasta con la mayoría de los sitios mayas con una disponibilidad ilimitada de materia prima en donde los espesores con frecuencia rebasan las decenas de centímetros. En algunos casos estas superficies fueron aprovechadas para decorarlas y pintarlas, lo que desarrolló un nuevo campo de especialización que fue muy socorrido en las grandes culturas mesoamericanas, pero no sólo en el con­ tinente americano sino en otros lugares en donde desarrollos tecnológicos paralelos sobre la cal tuvieron consecuencias similares con el desarrollo de expresiones artísticas en muros, como fue el caso de los murales micénicos, romanos, etcétera (figura 1). Adicionalmente, el uso de la cal en la construc­ ción se da también en una parte menos visible, pero fundamental, que es la función de unir piedras como mortero para dar cohesión y resistencia a las estructuras (ver Guerrero Baca en este volumen). En el registro arqueológico

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Figura 1. Mural del siglo xvi sobre aplanado de cal en el templo de San Miguel Arcángel, Ixmiquilpan, Hidalgo.

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Figura 2. Bóveda maya en el sitio de Uxmal, Yucatán.

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se aprecia que este uso se da principalmente en la zona maya, pero no sólo fue de gran utilidad en la construcción de sus muros sino que gracias a este mate­ rial la cultura maya pudo desarrollar sus bóvedas y sus cresterías, que produ­ jeron una arquitectura más esbelta y elevada, cosa que no pudieron alcanzar en lugares en donde el mortero utilizado era a base de arcillas. En el Altiplano central, especialmente en Teotihuacan, el mortero para unir las piedras en los muros fue de lodo y esto obligó a construir muros anchos y a techar con viguería de madera, lo que produjo una arquitectura baja y masiva. Posiblemente la existencia de la bóveda maya se debe a que sus arqui­ tectos disponían del mortero de cal que les permitió la adherencia suficiente para sustentar un arco, que de haber sido hecho con mortero de lodo difícil­ mente se hubiera mantenido. Uno de los ejemplos más antiguos de bóveda en saledizo procede de la zona El Pesquero, en el Petén, donde se utiliza desde mediados del Preclásico tardío hasta el Posclásico tardío. No obstante, hay antecedentes de la bóveda maya en el estado de Guerrero, donde se usó para cubrir tumbas de menores dimensiones (Valverde et al. 2010: 62) (figura 2). Siglos después, el mortero de cal se aprecia con claridad y se usa con abundancia en las estructuras del recinto sagrado del Templo Mayor, donde

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se aplica en pisos con grandes espesores y con alta dureza, aunque en los muros se siguió utilizando mortero de arcillas y en el techado la viguería. Hay que hacer notar que el recinto sagrado del Templo Mayor representa el máximo nivel de desarrollo arquitectónico y de uso de materiales de su mo­ mento, pero no puede esperarse que el uso observado ahí fuera generalizado a todas la personas y niveles sociales que habitaron Tenochtitlan (Miriello et al. 2011). Por otro lado, la utilización de la cal para conservar en buen estado ma­ teriales almacenados se ejemplifica con el desarrollo tecnológico de los chultunes como depósitos para el almacenamiento de grandes cantidades de agua por largo tiempo. Esta tecnología que responde a necesidades en la zona nor­ te de la península de Yucatán fue desarrollada con recursos propios de la re­ gión (excavación en roca caliza y recubrimiento interior con aplanado de cal), pero para la época colonial se extendió a muchas otras partes: combinándose con tecnología europea, se usó para el almacenamiento de agua de lluvia en prácticamente todos los conventos construidos en la Nueva España. En la mayoría de los casos, toda el agua captada en los techos era conducida al patio central bajo cuyo piso se encontraba un gran depósito. Aún hoy pueden verse estas estructuras en casas y conventos en toda la península, aunque muchos de ellos van cayendo en desuso (figura 3).

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Figura 3. Sistema de recolección de agua de lluvia en el patio del fuerte de San Miguel, Campeche, Campeche.

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A partir del contacto con los españoles, puede observarse la fusión de dos tecnologías de producción de cal que en el siglo xvi se encuentran en Mesoa­ mérica; sin embargo, hasta el momento no ha sido plenamente documentado este encuentro. Independientemente de la tradición tecnológica que hubiera prevalecido, lo importante es que en ambos casos se utilizó un recubrimiento de cal con las características requeridas para garantizar que la calidad de agua almacenada fuera la adecuada para el consumo humano y que pudiera con­ servarse durante los meses de estiaje. Cuando no fue suficiente el uso de estos depósitos, la cal permitió la cons­ trucción de acueductos que, además de utilizar la necesaria para aglutinar las piedras de su estructura, sirvió eficientemente como recubrimiento del canal de conducción de agua. Para la construcción de un acueducto no es posible utilizar mortero de arcilla, por ello es imperativo el uso de la cal, pero no de cualquier tipo. En los casos en que este material se mantuvo en contacto di­ recto y prolongado con el agua fue necesario desarrollar la tecnología de la cal hidráulica. Esta variedad ha sido ampliamente documentada en el caso de la cultura romana, pero en Mesoamérica se están haciendo los primeros intentos de probar su existencia como respuesta a las mismas necesidades. Es el caso de los trabajos realizados por Villaseñor y Graham (2010) en los recubrimientos mayas de cal. Además de los casos mencionados en que la cal ha servido para trans­ portar y almacenar el agua, hay muchos otros en que su presencia permitió almacenar materiales perecederos. Es así que ha sido muy exitoso el uso de lechadas de cal en las superficies interiores de los depósitos para preservar granos en silos, cuexcomates y espacios domésticos que, revestidos de este material, han ahuyentado y ahuyentan a los insectos nocivos y durante siglos ha permitido preservar este valioso recurso para las familias y las comunida­ des (figura 4). Durante el estudio de unidades habitacionales nos hemos percatado de la presencia de residuos de carbonato de calcio en los apisonados de espacios domésticos que al parecer fueron dedicados a almacenar. La interpretación de estas concentraciones sugiere el uso de lechadas de cal en los muros de bahareque, que al deshacerse produjeron esta concentración de carbonatos en partes específicas de las viviendas. De la misma forma, la lechada de cal en tron­cos pudo haber contribuido a preservar los frutos observados en las huer­tas mayas, al evitar que los insectos treparan por los troncos blanqueados de los árboles. Esta es una suposición, ya que hasta el momento no se tiene evidencia arqueológica de este uso para la cal, pero la cercanía con su aplica­ ción en muros de espacios domésticos sustenta esta propuesta. Pero quizá una de las mayores aportaciones de la tecnología de la cal al desarrollo de la cultura mesoamericana ha sido su uso en la nixtamalización del maíz. Este proceso, aparentemente simple por resultarnos tan familiar

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Figura 4. Cuexcomate típico del estado de Morelos.

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en México, es un gran desarrollo tecnológico que permitió a los habitantes de Mesoamérica aprovechar todo el potencial de un cereal que en otros luga­ res ha sido causa de problemas de salud al consumirlo en grandes cantidades sin nixtamalizar. Resulta evidente que en todos los lugares en donde se ha reportado la incidencia de pelagra, una enfermedad ocasionada por una de­ ficiencia de vitamina B3, niacina, ha sido consecuencia de una alimentación prolongada exclusivamente con maíz, de tal forma que se acusó injustamente al cereal como el factor etiológico. Se ha demostrado que el problema radica en que al llevarse la planta a otros lugares no se ha importado la tecnología para la preparación adecuada de los alimentos (Katz et al. 1974). Hay mapas que muestran las zonas productoras de maíz en el mundo, entre ellas Mesoa­ mérica y África son los grandes centros productores, pero en muchos pueblos africanos se han registrado problemas de pelagra que han tratado de solucio­ nar suministrando complementos vitamínicos (Latham 1997). En la zona de Mesoamérica ha habido muchos momentos de crisis y de malnutrición, pero no se han dado eventos de pelagra por el simple hecho de que la tecnología de origen prehispánico que inventó el tratamiento del grano con cal garanti­ za el suministro de calcio, lisina, triptofano y niacina en la dieta. La nixtamalización consiste en adicionar al agua de cocimiento del maíz dos cucharadas de cal apagada, lo que produce una solución de hidróxido de calcio aproximadamente al 1 % en la que se calienta el grano hasta ebullición, hecho lo cual se deja enfriar y remojar durante la noche. Por la mañana se desecha esta solución (el nejayote) que ha disuelto el pericarpio del grano y ha interactuado con los granos de almidón, gelatinizándolos y produciendo niacina. En seguida se lava el grano y se enjuaga, dejándolo remojado y en condiciones de fácil molienda. Con la molienda se produce la masa nixtama­ lizada, que tiene infinidad de aplicaciones y formas de preparación: la más primitiva es el tamal que a su vez tiene muchas variantes según la región en donde se haga. Un aspecto importante es que para la nixtamalización del maíz se requiere de la cal apagada (hidróxido de calcio) que si se “pasa” y se carbonata ya no puede ser utilizada para este propósito. Es así que el conoci­ miento empírico debía poder distinguir entre estos materiales que aparente­ mente son similares. La cal viva también pudo haber sido utilizada, pero su manejo implica riesgos adicionales para la seguridad, que disminuyen con el uso de la cal apagada. De manera especial, el tratamiento del grano de maíz con cal permitió el desarrollo de la tortilla, tan característica de la cultura mesomericana. La plasticidad que permite la producción de películas delgadas de masa sólo se logra gracias a la gelatinización de los granos de almidón como consecuencia de la nixtamalización. Esta tortilla tiene un origen prehispánico, y a nivel arqueológico los indicadores que muestran su presencia han sido objeto de debate. Desde mi personal punto de vista, para poder asegurar la producción

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de tortilla, en el mismo contexto deben coincidir la presencia de las ollas de preparación del nixtamal con costras de carbonato de calcio en su superfi­ cie, en ocasiones de una pichancha como colador para el lavado, del metate como herramienta de molienda con granos de almidón de maíz en sus poros, y del comal como herramienta para el cocimiento de la tortilla con residuos de almidones y carbonatos en sus poros; pero además, y como requisito in­ dispensable, el conocimiento de la tecnología de la cal en ese tiempo y en esa zona de estudio. Por ejemplo, dado que los registros arqueológicos sugieren la primera evidencia del uso de cal en Teotihuacan aproximadamente en el año 200 dC, ningún asentamiento previo en la cuenca de México podría haber producido tortillas aunque se conozcan comales en algunos sitios de épocas más tempranas. Aun en esta importante ciudad, donde sin duda en los años subsecuentes la cal estuvo disponible, hasta el momento no se ha documen­ tado adecuadamente la existencia de todos los elementos mencionados ante­ riormente necesarios para producir las tortillas (figura 5). Es importante destacar que no obstante que el maíz es un cereal que ac­ tualmente se cultiva y consume en muchas partes del mundo, el único lugar en donde sistemáticamente se le ha aplicado y actualmente se aplica un trata­ miento a base de cal es en la zona de Mesoamérica. Esto convierte a la tecno­ logía de nixtamalización en un descubrimiento mesoamericano que no se ha difundido suficientemente en el mundo, lo que ha ocasionado repercusiones negativas en la salud de muchas personas.

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Figura 5. Imagen que describe la preparación de tortillas en el interior de una casa maya tradicional.

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Evidencias tempranas del uso de la cal Se sabe que la aparición de muchas tecnologías está relacionada con la abun­ dancia de recursos naturales, por lo que la zona maya constituye el área pro­ bable de invención de la cal debido a la presencia de abundantes recursos calcáreos, tal y como sucedió con la invención de la cerámica en zonas tro­ picales, de costa o de ríos donde abundaban las arcillas (Rice 1999). Un caso particular es el desarrollo de la porcelana china gracias a la disponibilidad de caolín de alta calidad. Por otra parte, la zona maya no sólo contaba con abundantes recursos, sino también con una gran cantidad de asentamientos muy tempranos, especialmente en la zona del Petén, que nos hablan del surgi­ miento y desarrollo de la complejidad tecnológica y sociocultural maya. Cabe también mencionar que fueron los mayas quienes, sin lugar a duda, lograron excelencia en el manejo y técnicas de manufactura de los estucos y acabados arquitectónicos desde épocas tempranas y hasta muy tarde en su desarrollo cultural. En el reciente estudio sobre los orígenes de esta tecnología, Villase­ ñor y Barba (en prensa) han mostrado que los primeros productos de cal en contextos arqueológicos fechados en el Formativo temprano aparecen en la zona del Petén, en el norte de los actuales países de Belice y Guatemala. En los primeros asentamientos se reporta el uso de arquitectura de tierra y materiales perecederos, poniendo de manifiesto que estas primeras socie­ dades no conocían o no adoptaron de manera generalizada la tecnología de la cal para sus construcciones. También es importante mencionar que los tipos cerámicos más tempranos de la zona maya, anteriores a la cerámica Mamom, tales como Xe, Xe Real, Eb y Ah Pam, no han sido localizados en estratigrafías de secuencias arquitectónicas, lo que dificulta el establecimiento de cronolo­ gías relativas (Cheetman et al. 2003), pero también sugiere que esta produc­ ción cerámica ocurrió antes del empleo de la cal y del uso generalizado de la arquitectura de mampostería. Uno de los reportes más tempranos que se tiene del uso de la cal en las tierras bajas mayas proviene de Cuello, Belice, en donde las plataformas es­ tucadas están asociadas a la cerámica más temprana del sitio. Se han fechado en las fases de Swasey y Bladen, entre 1100 y 600 aC (Gerhardt 1988: 140; Hammond y Gerhardt 1990; Andrews y Hammond 1990: 571). Poco después de estas fechas se encuentra la arquitectura de mamposte­ ría del Petén, como es el caso de Nakbé, Guatemala, que data del Formativo medio temprano (Hansen et al. 1997), aunque Cheetman et al. (2003) consi­ deran que estas fechas son un par de siglos más tardías de lo que los autores consideran. También se encuentra la arquitectura del Formativo medio de Uaxactún, Calakmul y El Mirador, precisamente el área del Petén en donde más tarde serían desarrollados los elementos más importantes de la cultura de las

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tierras bajas mayas, tales como la arquitectura monumental y la escultura arquitectónica. En el mismo trabajo (Villaseñor y Barba en prensa) se menciona el caso de la estructura 34 de El Mirador, donde se han excavado secuencias de pisos pintados construidos sobre sascab y con mezclas de sascab y cal, fechados para el periodo Formativo tardío, alrededor del 200 aC. Algunos de los pisos son tan duros que las raicillas no penetran y los grosores de la capa llegan hasta los 15 centímetros (Hansen 1990: 154), aunque es probable que a su vez estén constituidos de varias capas. También se ha documentado que se agregaron capas de estuco, en grosores de hasta 10 cm para ajustar las alturas de los escalones. La escala de la arquitectura del Formativo del Petén también es de resal­ tar por sus dimensiones y la cantidad de la cal utilizada en su construcción. Si se sobrepusiera la pirámide del Tigre de El Mirador sobre Tikal, por ejemplo, cubriría toda la Acrópolis Norte, la Gran Plaza, el Templo I y el Templo II (Hansen 2000: 215), lo que hace a El Mirador uno de los sitios más monu­ mentales de toda el área maya. Esta sofisticación y monumentalidad en la arquitectura temprana del Petén es uno de los pilares en donde se asienta la tradición cultural de las tierras bajas mayas y en donde la utilización de materiales preparados a base de cal fue fundamental. En la zona del Petén se dio un uso específico a la cal al realizar escultura arquitectónica en mascarones adosados. Los primeros ejemplos fueron exca­ vados en la estructura E-Sub VII en Uaxactún. Varias décadas después se ex­ cavaron mascarones similares en la Acrópolis Norte de Tikal, en la estructura 5C, 6B y 29B en Cerros, Belice, en la ya mencionada estructura 34 de El Mira­ dor, la estructura N9-56 de Lamanai, así como en el Grupo H de Uaxactún, y por último en las estructuras 1 y 27 de Nakbé, Guatemala (Hansen 1992: 28). Además de los reportes tempranos del uso de la cal en el Petén, se encuen­ tran también los sitios tempranos de Belice. En el caso de Cuello, se han re­ portado secuencias de pisos en plataformas estucadas con huellas de postes relacionadas a la cerámica Swasey, la más temprana del sitio, que han sido fe­ chadas entre 1100 a 600 aC (Gerhardt 1988: 140; Hammond y Gerhardt 1990; Andrews y Hammond 1990: 571). Las huellas de poste sugieren un techo de materiales perecederos, probablemente de forma absidal (Gerhardt 1988). En el sitio de Colha, Belice, también se han reportado plataformas es­ tucadas de la arquitectura del Preclásico medio, aunque igualmente existen pisos que fueron hechos con sascab compactado y no con cal (Potter et al. 1984: 630). Es probable también que los sitios más pequeños, con menor especiali­ zación económico-artesanal, como es el caso de K’axob, hayan recurrido en mayor medida al uso de sascab compactado, como lo describen McAnany y

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López Varela (1999), aunque en algunos puntos de su escrito no es claro si se refieren a sascab compactado o a cal calcinada. En este sentido es importante mencionar el caso de Lamanai, en donde la cal fue usada por lo menos a partir del Preclásico tardío en el Templo N10-43, no obstante se detectaron pisos de sascab compactado que datan incluso del Clásico temprano y Clásico tardío (Villaseñor y Graham 2010: 150-151). En Itzán, en el río de la Pasión, también se han documentado hasta cuatro capas sucesivas de pisos de estuco, de 1 a 5 centímetros, que datan del Preclá­ sico medio (Johnston 2006: 181), al igual que en el caso de Altar de Sacrificios, donde se han documentado pisos de estuco del Preclásico medio, junto con plataformas, bahareque y huellas de poste (Willey 1990: 193). Esta tecnología, que al parecer se origina en las tierras bajas, rápidamente se extendió por toda la zona maya y después de un uso intensivo en toda la península parece haber sido adoptada por culturas que habitaron otros am­ bientes (Villaseñor y Barba en prensa). También en los plegamientos calizos de las sierras de la zona zapoteca existen los recursos geológicos necesarios para el desarrollo de esta tecnolo­ gía, y fuera del área maya se encuentra el caso de San José Mogote en el valle de Oaxaca, México, donde se ha reportado el uso de pisos y aplanados de cal, incluso varias capas, alrededor del año 900 aC (Flannery y Marcus 1990), pero hasta el momento la producción de cal no está suficientemente docu­ mentada en ésta y otras regiones del país. Por el contrario, en la zona centro que sí se ha trabajado, las condiciones geológicas adversas hicieron más difícil este desarrollo. En consecuencia fue mucho tiempo después de su origen en la zona maya que esta tecnología apareció precisamente en Teotihuacan (200 dC), para formar parte de su importante etapa de desarrollo urbano. Como se ha mencionado, como consecuencia de la reciente actividad volcánica en la cuenca de México, no existen afloramientos de roca caliza cercanos, por lo que los teotihuacanos tuvieron que aprovechar la que aflora en la región de Tula, siendo Chingú el asentamiento contemporáneo que pudo funcionar como su centro de control. Esto se ha probado en recientes estudios de prove­ niencia realizados a partir de elementos traza analizados con LA-ICP (Barba et al. 2009). A juzgar por las relaciones culturales que recientemente se han docu­ mentado gracias a las cuidadosas excavaciones de ofrendas constructivas en la Pirámide de la Luna (Sugiyama 2004), es posible que la tecnología que aprovecharon los teotihuacanos la importaran de la zona maya, pero todavía está por confirmarse esta transferencia. También se ha postulado que la re­ lación con la zona zapoteca de Oaxaca pudo ser el acceso de esta tecnología a Teotihuacan. Como puede verse en el trabajo de Barba y Córdova (2010), son contados los casos encontrados hasta el momento sobre el uso de la cal

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en la arquitectura antes de Teotihuacan. Tlalancaleca es uno de los pocos casos descritos como antecedentes, pero el resto de los sitios conocidos en el Formativo del Altiplano central carecen de esta evidencia. Es por esto que el estudio del momento de la llegada de esta tecnología a Teotihuacan reviste un gran interés para establecer la ruta de comunicación que permitió la transfe­ rencia tecnológica en época prehispánica. Esta tecnología es, junto con la metalúrgica y la cerámica, una de las más complejas de tiempos preindustriales y desde luego debió estar llena de creencias y rituales. Requiere entre otras cosas una gran cantidad de energía para alcanzar las temperaturas requeridas para la transformación química. Produce una sustancia altamente cáustica que seguramente provocó muchas quemaduras a los operarios encargados del apagado de la cal que, sin enten­ der el proceso químico, seguramente llenaron de magia esta etapa; la com­ binación de fuego y agua como agentes de transformación debió atribuirle significados que aún están por descubrirse. Como consecuencia de todas estas transformaciones, la pasta de cal producida, una vez mezclada con la cantidad adecuada de cargas, se encontraba en condiciones de ser aplicada en la construcción. Una vez fraguada, se convertía en el material terso, resistente y pulcro, tan apreciado en esos tiempos para elevar, recubrir y decorar las estructuras arquitectónicas. A continuación se presentan las reacciones que explican científicamente estas mágicas transformaciones.

Reacciones químicas En el estudio moderno de este proceso se pueden analizar las etapas de trans­ formación química que inician con la descomposición de la roca caliza con alta proporción de carbonato de calcio (CaCO3) a un óxido mediante la apli­ cación de calor. Luego, la cal viva (CaO) reacciona con agua para formar un hidróxido, la cal apagada (Ca(OH)2), y finalmente la pasta con sus agregados se seca y fragua incorporando paulatinamente el dióxido de carbono atmos­ férico para volver a formar carbonato de calcio, pero ahora en el lugar y con la forma y función que el constructor le ha dado como mortero, aplanado o acabado. En estas transformaciones destacan algunos aspectos: 1. La gran necesidad de energía para la transformación y en consecuen­ cia, la gran cantidad de combustible requerido en la primera etapa. 2. La reacción de apagado, fuertemente exotérmica, transforma el óxi­ do en el hidróxido de calcio, que es el producto que permite disponer de una pasta útil para la construcción.

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Para cuantificar el punto 1 requerimos el dato del calor de reacción. El punto 2 implica importantes retos para el transporte del material, pues el con­ tacto de la cal viva con agua o sudor provoca una reacción química que libera una gran cantidad de calor y produce el hidróxido. Considerando que en épo­ ca prehispánica el transporte de bienes se realizaba con cargadores “tamemes” o “mecapaleros”, que utilizaban un “tenate” o canasto en la espalda, hay dos alternativas para resolver este problema: a) la cal se transporta apagada, que tiene el problema de que aumenta el peso de la carga por la adición del agua; b) la cal viva se empaca de forma tal que no entre en contacto con la piel de los cargadores. El primer caso implica que el apagado de la cal fue parte de la tecnolo­ gía aprendida y que se realizó muy cerca de los lugares de quemado. Hasta el momento no se tiene evidencia arqueológica del uso de hornos para la transformación de cal en Teotihuacan, pero los hornos no son un requisito indispensable para realizar estos procesos, y la quema se puede hacer en ho­ gueras abiertas, en emparrillados o en piras (Bargalló 1966; Schreiner 2002). Sin embargo, hay que considerar que el uso de emparrillados con leña seca hace más ineficiente la reacción de transformación por la pérdida de calor, lo que repercute en un mayor consumo de combustible y una menor calidad de cal. Sin embargo, Schreiner ha demostrado que el uso de leña verde retiene el calor en el interior de los hornos mayas y con ello se logran altas eficien­ cias en la reacción de transformación. En el segundo caso puede suponerse que los teotihuacanos encontraron una manera muy eficiente de empacar la cal viva, de forma que, evitando el contacto con la piel, el transporte se hizo más ligero al evitar cargar el agua del apagado. Esto pudo ser resuelto con un recipiente cerámico hermética­ mente sellado, lo que añadiría peso, o bien, cualquier otra forma de empaque que impidiera que la cal escapara de su envoltorio y se pusiera en contacto con la piel húmeda. Este es un punto que requiere mayor investigación para aportar la evidencia que pruebe una u otra de las hipótesis expuestas. El hecho es que la cal llegó desde los sitios en donde geológicamente exis­ te la roca caliza –el más cercano, Chingú, a 60 km de la ciudad de Teotihua­ can– y llegó en tal cantidad que necesariamente se tuvo que establecer un sistema de producción y transporte, tanto de la madera utilizada como com­ bustible como de la cal que garantizara el suministro de este preciado bien durante mucho tiempo y en las cantidades que el proyecto de construcción de la ciudad lo requirió (Barba y Córdova 2010).

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Cálculo termodinámico De manera resumida, las reacciones involucradas en la producción y uso de la cal son: 1. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) (DH = 42.05 kcal/mol CaCO3) 2. CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s) 3. Ca(OH)2(s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l) Como puede verse, en las reacciones anteriores el número de moles de CaCO3 en la roca caliza es igual al número de moles de CaCO3 en el aplanado final, lo que facilita que al calcular la masa de los recubrimientos de cal se pueda inferir la masa de la materia prima. La reacción 1 es la única que re­ quiere de energía calorífica (de leña): 420.5 kcal por cada kilogramo de roca caliza (CaCO3), ya que la masa molar del CaCO3 es 100 g/mol. La cal viva producida en la reacción 1 se combina en la reacción 2 con agua en un proceso exotérmico. La cal viva literalmente explota en contacto con el agua; mientras mejor haya sido la calcinación, más violenta será la reacción. Más adelante se necesitará un control sobre la cantidad de agua y sobre el secado para evitar la reacción 3 antes de tiempo. El reciente desarrollo de la ablación láser acoplada al ICP ha permitido el estudio de la proveniencia de la cal utilizada en épocas anteriores. Esto ha sido posible gracias a que el haz de láser es tan pequeño que permite calcinar sólo el centro de los grumos que forman parte de la pasta de la cal en donde reside información química directamente proveniente de la roca caliza. Es así que, comparando la composición elemental de las muestras de los aflo­ ramientos geológicos actuales con los resultados del análisis de los grumos en la pasta de las muestras arqueológicas, ha sido posible conocer el lugar en donde se obtuvo la roca caliza utilizada para la producción de cal en tiempos prehispánicos (Barba et al. 2009).

Tecnología maya de quemado de cal Thomas Schreiner realizó importantes estudios de esta tecnología maya, pero sus publicaciones no han tenido la difusión que merecen (Schreiner 2000a, 2000b, 2001, 2002, 2003). Menciona que los investigadores que recientemente se han dado a la tarea de profundizar en el conocimiento de los majestuosos centros de Chichen Itzá, Teotihuacan y El Mirador han quedado impresiona­

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dos por las enormes cantidades de cal utilizadas en su arquitectura. Algunos de estos autores piensan que la quema masiva de leña para la producción de toda esta cal pudo haber tenido importantes repercusiones ambientales. El primero en conjeturar sobre dichas implicaciones fue Earl Morris, quien en sus excavaciones de las tierras bajas al norte de Chichen Itzá trabajó los periodos Clásico y Posclásico. Morris escribió: “La quema de la cal para el mortero y los aplanados requirió una cantidad de combustible, apenas soste­ nible por su inmensidad”. Posteriormente George Vaillant llegó a las mismas conclusiones que Morris alcanzó en el caso maya y reforzó esta hipótesis al aplicarla también al colapso de Teotihuacan, la enorme ciudad estucada que dominó desde el primer siglo aC hasta el séptimo siglo dC. Con el propósito de ahondar en ésta y otras especulaciones sobre los si­ tios mayas, en 1996 dio inicio el Proyecto Regional de Investigaciones Ar­ queológicas en el Norte de Petén, Guatemala (prianpeg), en el que participó Schreiner. Entre los objetivos iniciales buscó establecer, de manera experi­ mental, los parámetros de consumo de combustibles en la producción artesanal de cal y desarrollar un conocimiento más detallado sobre las condiciones del entorno de donde provenían los combustibles para dicha producción. Estas dos facetas de la investigación se ampliaron conforme avanzó el pro­ yecto: en el primer caso, a raíz de la inesperada disponibilidad de información etnográfica que se recopiló durante el trabajo de campo, y en el segundo, gra­ cias a los estudios de parcelas representativas de bosques y al análisis deta­ llado de los núcleos de sedimentos recuperados en los lagos y aguadas del área estudiada. Este enfoque amplio permitió acceder a una vasta y valiosa información. Como parte de la metodología se buscó a los caleros más ancianos en va­ rias comunidades de las tierras bajas de la región maya. Aunado a esto se cons­ truyeron y usaron quince hornos de cal tradicionales en los asentamientos de los bosques tropicales. Todos los productos y materiales fueron registrados y medidos, y hasta donde fue posible, también se llevó registro de la producti­ vidad ambiental de los combustibles de madera recolectados. Las entrevistas con los caleros aportaron información sobre las técnicas de quemado, las ma­ deras utilizadas y sobre sus conocimientos acerca de las prácticas de quema de cal que han pervivido por generaciones. Las preguntas también ofrecieron datos sobre la organización del trabajo en las caleras, sobre prácticas rituales asociadas a esta actividad, creencias y sobre el uso de aditivos vegetales y mi­ nerales para la aplicación de la cal en sus usos arquitectónicos. Esta tecnología, que con toda seguridad es la supervivencia de la que se usó en tiempos prehispánicos, hoy se encuentra al borde de la extinción tras haber sido desplazada por procesos más eficientes que se valen de otras téc­ nicas de producción de energía.

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Schreiner menciona que el método ancestral para el quemado de cal, se­ gún la tradición maya, consiste en piras densamente comprimidas de madera recién cortada usada como combustible. A pesar de su importancia, dicho método ha sido objeto de escasas menciones en la literatura arqueológica. Afortunadamente Morris dejó una excelente descripción sustentada en foto­ grafías tomadas en 1920 (figura 6).

Figura 6. Fotografía tomada por Morris en 1931 y que muestra un horno tradicional para quemar roca caliza (tomada de Schreiner 2002).

Los hornos mayas de cal entran en la categoría más amplia de hornos de pira, sin embargo, resultan únicos debido a que utilizan madera recién corta­ da cuyo nivel promedio de humedad es del 50 %. El gran aislamiento térmico de la madera húmeda evita la pérdida lateral por radiación del calor generado en la pira y el vapor sobrecalentado sirve para disminuir la temperatura de calcinación de la roca caliza, así como para elevar rápidamente la temperatu­ ra de la combustión. Los hornos con madera húmeda son los más eficientes de todos los hornos de pira. La madera seca no es eficiente en las piras porque el fuego la quema rápidamente y de manera no controlada, produciendo ga­ ses de combustión que se elevan tan rápido a través de la carga de roca caliza que no alcanzan a transferir el calor de manera apropiada (figura 7). Esta es la razón por la que las técnicas de quemado de cal en horno usual­ mente están asociadas con la disponibilidad de transporte sobre ruedas; los hornos de cal mayas son construidos y arden en el lugar donde el combusti­ ble está disponible, por lo que la falta de capacidad para transportarlo el en grandes cantidades no es un factor limitante para este sistema. De esta for­ ma, Schreiner propone que la supuesta devastación ocasionada por la quema de cal no fue de las proporciones estimadas, ya que la alta eficiencia de los hornos mayas de pira disminuye el consumo de combustible originalmente propuesto.

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Figura 7. Horno tradicional para el quemado de la cal (tomada de Schreiner 2002).

Importancia de los pisos de cal Una de las consecuencias más relevantes del uso de la cal en la construcción de los pisos antiguos es que ofrece a la arqueología actual la oportunidad de conocer las actividades humanas realizadas sobre ellos. Aunque ha sido po­ sible recuperar esta información en pisos de tierra, los pisos con aplanados de cal ofrecen la mayor certeza en la interpretación de los resultados pues al ser producto de una tecnología de quemado, con el fuego la materia prima pierde lo que pudiera tener de contaminación anterior. Además, la pasta de los aplanados es el resultado de la combinación de cal con algunos agrega­ dos inorgánicos, que mezclados se aplican de manera homogénea y producen

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una superficie limpia y libre de residuos. Es sobre un piso así construido que las actividades humanas comienzan a derramar sustancias que acumulan re­ siduos e impregnan los poros de estas superficies constituidas principalmente por carbonato de calcio. En el interior de los poros quedan los residuos or­ gánicos que se preservan durante largo tiempo y están disponibles para los estudios posteriores (Barba 2007). Estos pisos con aplanados son otro de los grandes productos del desa­ rrollo tecnológico de la cal. Como otras cosas, son un invento maya que se propaga a otras regiones y se dispersa en toda Mesoamérica. Los mayas uti­ lizaron pisos de cal en sus principales estructuras arquitectónicas, templos y palacios, pero también se han encontrado pisos de este material en casas humildes en excavaciones arqueológicas, como las de Cobá en Quintana Roo (Barba y Manzanilla 1987). Durante las excavaciones del proyecto arqueo­ lógico se encontraron concentraciones de carbonatos en los conjuntos ha­ bitacionales 15-27 y 2-14 que sugirieron la presencia de aplanados de cal en algunas estructuras habitacionales de la parte periférica del sitio. Esto tiene relevancia pues muestra que aun las clases menos favorecidas tuvieron acceso a este recurso en la zona maya. Por el contrario, en la excavación de un con­ junto habitacional teotihuacano en el predio Van Beuren en Azcapotzalco, D. F. (Barba et al. 1999), se encontró un sutil recubrimiento blanquecino sobre la superficie de los apisonados de tierra. Los análisis mostraron que las partícu­ las blancas en lugar de reaccionar con el ácido flotaban en la solución, lo que mostró que se trataba de una capa de piedra pómez molida que los habitantes de la época teotihuacana decidieron colocar sobre sus pisos ante la dificultad para conseguir la cal. Los pisos mesoamericanos normalmente tienen una base de preparación o firme hecho a base de piedras pequeñas mezcladas con cal y/o tierra arcillo­ sa que nivela y sustenta una superficie final o acabado que se elabora con una mezcla con alta proporción de cal. Esto permite un piso resistente, nivelado y a veces pulido que fue ampliamente utilizado en las construcciones pre­ hispánicas en el centro de México después del Clásico, y como hemos visto, muchos siglos antes en el área maya. Además de todas las facilidades que brindaron a los usuarios de estas superficies en el pasado, en la actualidad es una importante fuente de infor­ mación sobre actividades humanas que el Laboratorio de Prospección Ar­ queológica ha descubierto y promovido y que durante mucho tiempo había sido ignorada. El estudio de los residuos químicos en pisos propuesto por primera vez para una casa con piso de tierra en Tlaxcala (Barba y Bello 1978) tiene su máxima expresión en los pisos de cal. Entre muchos casos destaca el estudio de uno de los conjuntos departamentales de Teotihuacan que fue excavado en Oztoyahualco por Linda Manzanilla. En esta excavación se descubrieron

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más de 500 m2 de pisos, la mayoría acabados con un recubrimiento de cal. Se hizo un muestreo cuidadoso y sistemático a cada metro en los pisos de los cuartos que forman este conjunto donde cuando menos tres familias extensas pudieron vivir (Ortiz y Barba 1993). Los resultados muestran enriquecimien­ tos diferenciales que, en combinación con los materiales arqueológicos recu­ perados sobre los pisos, han permitido interpretar muchas de las actividades realizadas por los habitantes de estos conjuntos. Entre otras, las actividades de preparación y consumo de alimentos nos muestran la presencia de cuando me­ nos tres cocinas. También resulta digno de mención el enriquecimiento parti­ cular de uno de los patios que se identificó como el principal con un patrón de enriquecimiento químico concentrado en la parte central del patio y asociado a la presencia de un altar móvil. Con la interpretación conjunta de la distribu­ ción de residuos químicos y de los materiales recuperados sobre los pisos, por primera vez fue posible reconstruir, con gran nivel de detalle, la vida de los habitantes de este espacio doméstico teotihuacano (figura 8).

Figura 8. Reconstrucción ideal del conjunto departamental excavado por Linda R. Manzanilla en Oztoyahualco, Teotihuacan, en la que se representa en azul la distribución de los valores de fosfatos analizados en el piso de cada cuarto.

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Un caso excepcional del estudio de un piso es el de la Casa de la Águilas en el recinto sagrado del Templo Mayor de Tenochtitlan. En este caso los estudios químicos practicados en una superficie cuidadosamente enterrada por los aztecas y excavada por Leonardo López Luján permitieron recuperar valiosa información sobre los residuos químicos producidos por las activida­ des rituales practicadas en estos importantes espacios sagrados (Barba et al. 1997). Destacaron las concentraciones de residuos encontrados al frente de los altares y en los accesos o pasos entre cuartos. En el piso al frente del altar principal se detectó la presencia de una resina utilizada sólo en los rituales realizados en este altar. De la misma forma se detectaron residuos de proteínas en el piso, justo al centro de los pasos entre cuartos frente a las esculturas de cerámica que representaban a los caballeros águila y a Mictlantecuhtli, por lo que se sugirió que se trataba de restos de sangre de autosacrificio. Finalmente, en el piso al frente de los altares secundarios se detectó una concentración de carbohidratos, que sugiere el uso de pulque en los rituales realizados. Gracias a la impecable conservación de su piso, fue posible recuperar información que, junto con los datos obtenidos de documentos antiguos, permitieron una rica interpretación de las actividades realizadas en esta estructura. Entre muchas otras cosas, en la época colonial de Mesoamérica se pro­ duce el encuentro de dos tradiciones tecnológicas que se habían desarrollado de manera independiente: la española, que tenía sus orígenes en la tradición romana con el uso de cocciopesto que incorpora fragmentos de cerámica mez­ clada y la puzzolana con la adición de ceniza volcánica a la mezcla con cal; y la mesoamericana, con origen en la zona maya, que principalmente incorporó agregados de calcita microcristalina llamados genéricamente sascab, aunque en algunos casos, recientemente estudiados por Villaseñor y Graham (2010), también utilizó la ceniza volcánica en la mezcla. En estudios recientemente publicados (Barba et al. 2010) se reportó el uso de la ceniza volcánica en los aplanados de los pisos de Teopancazco, Teotihuacan, mientras que las mues­ tras tomadas del recinto sagrado de Tenochtitlan mostraron una gran can­ tidad de fragmentos de tezontle molido en la mezcla de cal preparada para recubrir estos espacios sagrados (Miriello et al. 2011). En términos genera­ les puede apreciarse que los estudios realizados hasta el momento muestran el aprovechamiento de los materiales disponibles, pero el caso de la ceniza volcánica en los aplanados mayas representa una interesante anomalía en este patrón. Estos resultados sugieren que la adición de partículas con alto contenido de sílice amorfa tuvo la intención de aprovechar las propiedades de lo que se ha conocido genéricamente como cales hidráulicas y que apenas se ha dado a conocer en algunos casos mesoamericanos. Es un campo de estudio promisorio que puede aportar información de gran relevancia para el conocimiento de la tecnología antigua en América.

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Pachuca Tula de Allende

Chingu Apaxco Tequixquiac

Hueypoxtla

Zumpango

Figura 9. Mapa de los caminos actuales que comunican los sitios productores de cal ubicados entre Teotihuacan y Tula. Los afloramientos de roca caliza de esta región se utilizan desde la época prehispánica hasta nuestros días y fueron fundamentales para el desarrollo urbano de Teotihuacan.

Xaltocan Cuautitlán

Tecamac Teotihuacan

N

Ciudad de México 0

10

20 km

Esc. 1:75

Los documentos del siglo xvi en México (Gibson 1964: 336) muestran que la cal que los españoles requirieron para la construcción de sus ciudades la obtuvieron de los mismos sitios que explotaron siglos antes las culturas locales y seguramente los caleros nativos apoyaron a los maestros de cons­ trucción españoles, pues ambos conocían la tecnología de producción y la utilización de este material. De la misma forma, en el mismo trabajo Gibson menciona que las rutas de intercambio establecidas en época prehispánica continuaron funcionando, lo que facilitó el suministro para la construcción de la capital de la Nueva España (figura 9). Caso contrario ocurrió en Sudamérica, pues las culturas prehispánicas no hicieron uso de este material y por lo tanto a la llegada de los conquista­ dores tuvieron que partir de cero en la localización de los afloramientos de roca caliza y en la producción de cal que requirieron para sus construcciones de “cal y canto”. A finales del siglo xviii, y con la construcción de la fábrica de tabaco, se da un fenómeno de escasez de cal en la capital de la Nueva España, aumento de precios y uso de la fuerza pública que recoge Xavier Moyssén (1971) en un trabajo con el que ilustra la importancia de la cal y su control con garitas en Peralvillo, Tlatelolco y Nonoalco y con la plaza de Loreto asignada especial­ mente para su redistribución, todo esto documentado prácticamente al final de la época colonial.

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Comentarios finales Como puede apreciarse, la cal ha sido un material fundamental para el de­ sarrollo de la cultura mesoamericana y aunque este capítulo se centra en la época prehispánica, no hay duda de que su importancia continuó en la colo­ nial y aún en la moderna. Sin embargo, su participación en la construcción resultó fuertemente afectada por la llegada del cemento a principios del siglo xx. Se ha podido documentar que no obstante haber sido de gran relevancia para el desarrollo de la arquitectura prehispánica en el Clásico y el Posclásico de Mesoamérica, quizá su trascendencia fue mayor por su participación en la nixtamalización del maíz que aún hoy sigue caracterizando la alimentación de esta parte del mundo. A diferencia de otras fuentes de energía, como el arroz, el trigo y la papa que sustentaron a diversas culturas, el maíz requirió de un procesamiento adicional para poder aprovechar todo su potencial, y fue el desarrollo tecnológico de la cal el que vino a cubrir esta necesidad en el momento preciso. Tanto en la zona maya como en Teotihuacan, la tecnología de la cal con­ tribuyó sustancialmente al desarrollo urbano, no sólo facilitando la cons­ trucción de las estructuras arquitectónicas necesarias, sino favoreciendo la urbanización y el aumento de la densidad habitacional con superficies que proporcionaron condiciones sanitarias adecuadas y prevenían contagios y enfermedades. Adicionalmente, cuando las concentraciones urbanas reu­ nieron una mayor cantidad de población, la tecnología de la cal permitió el procesamiento de los granos de maíz y la nixtamalización para alimentar de manera más eficiente a esta población. Con este mismo propósito, la cal con­ tribuyó a la preservación de los alimentos al repeler insectos en los depósitos destinados al almacenamiento de granos. Una dificultad para rastrear los orígenes tecnológicos de la cal es que usualmente los reportes arqueológicos no describen con detalle los mate­ riales constructivos, por lo que a menudo no es posible saber si los pisos o aplanados son de cal o de otros materiales. Al afrontar este reto en el futuro tendremos me­jores oportunidades de estudiar y entender el desarrollo tecno­ lógico de este material en la época prehispánica.

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La cal y los sistemas constructivos Luis Guerrero Universidad Autónoma Metropolitana

Introducción A lo largo de la historia, las sociedades aprendieron a transformar las condicio­ nes naturales de los materiales que se encontraban en su medio ambiente, con el fin de conseguir su máximo aprovechamiento al optimizar sus capacidades físicas. De este modo, las comunidades ancestrales se percataron del potencial de los diversos recursos constructivos que estaban a su alcance, tales como la piedra, la tierra y los componentes vegetales, con los que podían armar y des­ armar estructuras que les servían como resguardo y protección ante agentes climatológicos, animales depredadores y otros grupos humanos que pudie­ ran atacarlos. Un concepto que bajo la óptica actual pudiera parecernos tan elemental como la edificación de simples muros, seguramente requirió de mucho tiem­ po de ensayo, error y observación, hasta que finalmente se consiguió determi­ nar las condiciones que hacían posible apilar bloques unitarios hasta alcanzar el equilibrio necesario entre la esbeltez, longitud y altura de las estructuras. De este modo, los artesanos se debieron dar cuenta de dos factores funda­ mentales en la edificación: la forma y tamaño de las unidades empleadas, y la manera en que éstas se colocaban. Entonces pudieron concluir que las estruc­ turas resistían más si iba disminuyendo el tamaño de las piezas y el espesor de los muros conforme se incrementaba la altura de las paredes. Además, el acomodo más estable se lograba cuando los componentes se traslapaban entre sí para evitar la continuidad vertical de sus uniones, consiguiéndose el contacto de cada bloque con el mayor número posible de piezas unitarias a su alrededor, a fin de obtener un mejor soporte derivado de la fricción entre sus caras y un equilibrado reparto de fuerzas de empuje. Pero, en este proceso de evolución tecnológica, el descubrimiento de las propiedades aglutinantes de algunas substancias debió ser crucial. La incorpo­ ración de tierra humedecida que al secarse y endurecer podría “atrapar” ro­

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cas, ramas o troncos, permitió ampliar las posibilidades de aglomeración de materiales y, sobre todo, conseguir estructuras estables sin importar tanto las dimensiones relativas de sus componentes. Con este “pegamento” se lograron edificar sistemas de gran complejidad en los que hasta la verticalidad de las estructuras y la transmisión axial de cargas podía ser modificada dentro de un rango más amplio. Este recurso permitió incluso la generación de cubiertas para los espa­ cios, a partir del escalonamiento de los bloques que los conformaban, lo que fue el principio del sistema de “estructuras en saledizo”, probable origen de todos los sistemas de bóvedas y cúpulas que progresivamente se desarrollaron en todo el orbe. Pero, en este desarrollo de las culturas constructivas, seguramente de ma­ nera accidental, se descubrieron las singulares propiedades aglutinantes que adquirían algunas piedras al ser calcinadas, humedecidas y luego secadas, como sucede con el yeso y la cal. Ambos recursos resultaron trascendentales en la historia de la arquitectura ya que poseían el mismo potencial que el barro crudo, pero con muy superiores valores de dureza y, sobre todo, de resistencia ante el medio ambiente. El yeso y la cal sustentaron buena parte de la evolución de las cualidades estáticas y compositivas de la arquitectura e hicieron posible desarrollar es­ tructuras cada vez más grandes, amplias, perdurables y de más fácil mante­ nimiento. El caso del hidróxido de calcio desde luego fue notable debido a su ma­ yor resistencia a daños climatológicos en comparación con el yeso que, al ser soluble en agua, tuvo que estar restringido a regiones con bajos regímenes pluviales y usándose preferentemente en espacios protegidos de la humedad. De este modo, gracias a la resistencia de la cal, podía ser solventada la limitación básica del principal aglutinante utilizado en el mundo que es el barro, y que se deriva de su debilitamiento en presencia del agua. Es imposible deducir el proceso en que fue incorporándose la cal a la arqui­ tectura, pero parece evidente que la mayor parte de las sociedades la utiliza­ron de un modo u otro en forma creciente. Sin embargo, su uso en la edificación solía ser mesurado porque se trataba de un producto escaso que requería de procesos de transformación más complejos que otras materias primas. Así, la proporción relativa de aplicación de la cal siempre fue comparativamente baja, mientras que las rocas, la tierra y posteriormente el ladrillo ocupaban la mayor parte de los volúmenes de obra. El hidróxido de calcio era un ingre­ diente que se circunscribía a componentes donde resultara realmente indis­ pensable, y siempre aplicado en bajos porcentajes. Incluso las majestuosas obras desarrolladas por el imperio romano, que se considera el más grande impulsor de la aplicación de la cal en la edificación, poseen diversos recursos constructivos destinados a optimizar al máximo su

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empleo (Castro 1995: 47). Los núcleos de los grandes basamentos y murallas antiguas tenían una elevada cantidad de tierra, piedra y lodo, mientras que la cal servía para fijar las piezas externas a las estructuras así como para consti­ tuir capas protectoras de las superficies. Para la elaboración de las mezclas y morteros, el material utilizado en menor proporción es precisamente la cal y la mayor parte del volumen la ocupan los llamados “áridos”, es decir, las arenas, gravilla, tierra, cenizas, pol­ vo de ladrillo, etcétera, que son los componentes encargados de dar cuerpo al conjunto. Lo que es digno de resaltar es que sería imposible concebir la arquitec­ tura de las grandes civilizaciones mesoamericanas sin la presencia de la cal. La forma, dimensiones, ornamentación, altura y color de las ciudades pre­ hispánicas es resultado directo del manejo de la cal como aglutinante de las estructuras de piedra y como revoque y pintura de sus fachadas. El desarrollo de las cresterías, arcos y cubiertas mayas, así como la altura y verticalidad de los basamentos que le confieren un sello distintivo a su ar­ quitectura, sólo fue posible gracias a la abundancia de rocas calizas en la re­ gión y al destacado avance en el manejo de diferentes tipos de morteros de cal (figura 1). Incluso la permanencia misma de los restos arqueológicos de estos sitios se debe al sabio aprovechamiento de este recurso material que permitió generar estructuras muy estables en las que la amalgama de sus componentes y la protección de sus superficies han hecho posible que se conserven con un elevado nivel de integralidad. La conquista española marcó un parteaguas en el devenir de la cultura constructiva de nuestro país a consecuencia de la introducción de tecnolo­ gías, herramientas, materiales, géneros edilicios y métodos de trabajo inexis­ tentes en el mundo prehispánico, aunque la asimilación cultural generó una simbiosis en la que se amalgamaron los saberes locales con la cultura tras­ plantada. Éste es precisamente el caso del manejo de la cal. Si bien es cierto que la tecnología europea y la local tienen diferencias en sus procesos de obtención, transformación y aplicación, los puntos de coincidencia son notables, por lo que casi no hubo ruptura en el desarrollo constructivo regional. Además, es importante destacar la permanencia secular de esta sabidu­ ría constructiva todavía hasta el presente. A pesar del decrecimiento sufrido desde mediados del siglo xx con la aparición del cemento, la edificación con cal sigue siendo parte de algunas tradiciones vernáculas y tiene un papel pro­ tagónico en la conservación y restauración del patrimonio edificado en don­ de ha demostrado poseer compatibilidad con todos los materiales históricos (Guerrero 2008: 24-25). Asimismo, la cal está siendo revalorada en el campo de la arquitectura bioclimática que se interesa por sus cualidades sustentables.

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De forma esquemática podemos decir que la aplicación de la cal en nues­ tra arquitectura, desde tiempo inmemorial, ha buscado dar respuesta a dos requerimientos constructivos: la unión de componentes estructurales y los re­ cubrimientos de protección. En el presente texto se hablará solamente de la primera función debido a que en otros capítulos del libro se analizan los reves­ timientos desde varios puntos de vista.

Figura 1. El uso de morteros de cal en la arquitectura maya permitió generar basamentos con pendientes muy pronunciadas. Bonampak, Chiapas.

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La cal y los sistemas estructurales Los morteros de cal han sido parte de los procesos de edificación, al inducir la adherencia de piezas unitarias de la construcción y mantener las estructuras estables con el correr de los siglos. En este proceso de unión se desarrollan varias funciones complementarias. En primer lugar, gracias a los fenómenos de carbonatación del hidróxido de calcio, éste forma cristales que ligan a los aglomerados o agregados –arenas, tierra u otros áridos– así como a las rocas, ladrillos, piezas de cerámica o cual­ quier otro material pétreo que constituya los sistemas estructurales. Como se verá con detalle en otros apartados del libro, los cristales de carbonato de cal­ cio se encadenan con gran fuerza a las superficies con las que están en contacto y las hacen “trabajar” de manera unitaria. Así, los morteros sirven como me­ dio de transferencia de esfuerzos de tensión, ante los cuales las mamposterías son especialmente vulnerables, ya que su funcionamiento estructural natural es fundamentalmente resistente a la compresión. En condiciones estáticas, las estructuras en las que simplemente se so­ breponen bloques bien apoyados entre sí resultan totalmente estables. Pero como esta situación es muy poco usual debido a que los edificios sufren vi­ braciones, desplazamientos y deformaciones que modifican su firmeza ideal, se hace necesaria la presencia de un aglutinante entre las superficies que evite, dentro de ciertos límites, el movimiento de las piezas. En segundo lugar, los morteros de liga hacen más eficiente la transmisión de esfuerzos de compresión. Como se sabe, la mejor forma de transferencia de cargas entre unidades modulares de estructuras portantes se desarrolla cuan­ do éstas tienen una superficie que está en total contacto con las piezas vecinas. Entonces, los morteros de liga sirven también como relleno de las irre­ gularidades que normalmente presentan los componentes constructivos. De este modo se minimiza la presencia de huecos que debilitan el sistema y se establecen superficies de contacto lo suficientemente llanas como para trans­ mitir los esfuerzos estructurales de manera homogénea. Si por ejemplo están en contacto dos piedras que tienen protuberancias en sus caras de contac­ to, los empujes que reciban se van a concentrar en esos puntos salientes que pueden insertarse en los bloques vecinos hasta fracturarlos. En cambio, la presencia de una masa que regulariza las superficies permite el flujo continuo de las cargas. Es importante señalar en este punto que el espesor de las juntas entre piezas modulares debe reducirse al mínimo necesario para nivelar las posi­ bles irregularidades de las caras y para lograr una adherencia adecuada. Este requerimiento se deriva del hecho de que estas uniones normalmente pre­

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sentan coeficientes de dilatación y capacidades de carga diferentes a las de los materiales que aglutinan y esto puede acarrear dos tipos de consecuencias: Si los mampuestos son más duros que las juntas y éstas son demasia­ do gruesas, desarrollarán esfuerzos independientes y perderán su función. Como señala Torres Torija: Si se emplea una gran cantidad de mezcla para unir entre sí dos piedras, queda­ rán éstas separadas por un cuerpo menos resistente, formándose de este modo un muro hasta cierto punto heterogéneo, (…) [y] los fragmentos de la pared tienden a aplastar el cuerpo menos resistente que tienen debajo de ellos (…) [generando] cuarteaduras que destruyen la solidez necesaria (Paz, 2001: 132).

En el caso contrario, si la junta es más resistente o rígida que los mam­ puestos que está uniendo, como sucede con algunas tobas, areniscas o con adobes, la presencia eventual de vibraciones, sismos o hundimientos dife­ renciales va a acentuarse sobre los componentes débiles y a deteriorarlos de forma acelerada. Otra función relevante de la conexión estructural tiene que ver con la articulación de los sistemas constructivos. Parece paradójico, pero las jun­ tas entre los mampuestos sirven para unirlos en condiciones estáticas, pero cuando éstas cambian, los morteros ayudan a que su separación sirva como “amortiguador”. Esto significa que la liga entre piezas funciona como un puente ante posibles desplazamientos derivados tanto de fenómenos de ac­ ción lenta como el desgaste o los hundimientos diferenciales, como los que se producen por una acción repentina como sucede con el viento, las con­ tracciones y dilataciones por temperatura, vibraciones cotidianas debidas al uso o vibraciones eventuales como los sismos. Las mamposterías unidas con morteros de cal, con lodo o con mezclas de ambos, tienen un comportamiento a nivel de conjunto que podría considerarse “flexible”. Los elementos fabricados con morteros de lodo y cal pueden absorber grandes deformaciones, debido a su capacidad elástica. Se adaptan a una nueva condi­ ción de equilibrio provocada por un asentamiento diferencial o movimiento imprevisto del terreno. Aceptan grandes deformaciones y alabeos antes de pre­ sentar fisuras o agrietamientos. Los muros así fabricados son más duraderos y resistentes a los agentes de deterioro como la humedad (Chanfón 1997: 272).

Por otra parte, la lentitud que caracteriza el fraguado de los morteros de cal permite que los edificios se vayan asentando conforme el terreno y la es­ tructura lo requieren, de manera que se consiguen volúmenes con un elevado grado de compactación. Y en el caso de que los edificios sufran afectaciones dinámicas, las juntas servirán como escapes de la energía que, al dispersarse, afectará en menor medida a esta arquitectura.

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Por último, una función básica de los morteros, y que muchas veces no se toma en cuenta, es la de permitir el desplazamiento de los elementos cons­ tructivos durante su colocación. El mortero de las juntas sirve como un lu­ bricante que hace posible deslizar unas piezas sobre otras, hecho que resulta fundamental en el caso de bloques de grandes dimensiones. Gracias al lento fraguado de los morteros de cal, las estructuras históricas pudieron ser reali­ zadas con gran cuidado y permitiendo incluso la corrección de fallas durante el proceso mismo de la edificación.

Las cimentaciones Se denomina cimiento o fundación a la parte de los edificios que sirve para transmitir uniformemente su peso sobre el suelo. Los sistemas de cimenta­ ción varían en función de los tipos de terreno, pero normalmente se trata de una simple ampliación de la base de los muros o columnas. Lógicamente, entre menor sea la capacidad de carga de los suelos se requerirá de una mayor área de soporte. Debido a que el objetivo de estos elementos constructivos es básicamente funcional y no estético, existe una mayor preocupación por la dureza y di­ mensión de las piedras que los conformaban que por el cuidado de su acomo­ do o aparejo (Castro 1995: 50). Tanto en la época prehispánica como durante el virreinato era frecuente el empleo de lodo como aglutinante, y los morteros de cal estaban restringidos a las áreas expuestas a la intemperie, como sucede con los zócalos o los muros de contención. El uso limitado de la cal en las fundaciones, además de estar relacio­nado con la relativa dificultad en su obtención a la que se ha hecho mención, se debe también al condicionamiento de su fraguado, ya que el proceso de carbonata­ ción que la endurece requiere del contacto directo con el aire para intercambiar su contenido de agua por el dióxido de carbono necesario para transformar el hidróxido en carbonato de calcio. Como se explicará más adelante, entre las diversas aportaciones de los romanos a la tecnología de construcción con cal, se encuentra la sistematiza­ ción del empleo de cenizas volcánicas como componentes conglomerados de los morteros. Estas sustancias permiten la generación de reacciones químicas llamadas puzolánicas en las que participa el silicio, el cual hace posible el fra­ guado de los morteros en ausencia del aire. Como menciona Vitruvio en su “Libro Segundo”: Una vez que la cal esté apagada, se mezclará una parte de ella con tres de arena, si es de cantera, y con dos si es de río o de mar. Además, se hará bastante más firme y sólida si se mezcla (…) con una tercera parte de ladrillos molidos y cer­

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nido el polvo resultante. (…) Hay también una clase de polvo que por su propia naturaleza produce efectos maravillosos. Se le halla en la región de Bayas y en los territorios de los municipios que están en las cercanías del Vesubio. Este pol­ vo, mezclado con la cal y la piedra machacada, no sólo consolida toda clase de edificaciones, sino que incluso las obras que se hacen bajo el agua del mar tienen solidez (Vitruvio 1985, De Arch. II, 5-6).

Pero este conocimiento sobre las reacciones puzolánicas que la mayoría de los textos atribuye únicamente a Roma, en realidad debió ser compartido por otras culturas que, aunque no dejaran escritos acerca de sus procesos cons­ tructivos, utilizaron materiales aglomerados provenientes de fuentes volcáni­ cas así como cenizas o arcillas que pueden desarrollar el citado efecto. Éste fue el caso de las civilizaciones teotihuacana y mexica que aplicaron profusamente polvo de tezontle como parte de sus sistemas constructivos con cal. En lo que se refiere a la manufactura de las cimentaciones históricas, lla­ ma la atención que, a pesar de su importante papel para la estabilidad de los edificios, generalmente no se ponía demasiado cuidado en su elaboración. El uso de aparejos de piedras labradas era excepcional y lo más frecuente era la edificación de los sistemas llamados vaciados, concrecionados o ciclópeos. Estos sistemas de construcción resultaban muy apropiados para sitios en los que la preparación de mezclas de cal era menos laboriosa que el tallado de rocas. El proceso consistía simplemente en verter mortero intercalado con material pétreo de diferentes formas y tamaños dentro de las zanjas de cimen­ tación, con lo que se empleaba menor cantidad de piedras, se ahorraba tiempo y se facilitaba enormemente el trabajo. Sin embargo, en estos casos el mortero no podría ser considerado estric­ tamente como una conexión de mampuestos, ya que los bloques no se dispo­ nen bajo ninguna lógica de aparejo, además de que el volumen de la mezcla suele ser tan elevado que puede alcanzar o hasta superar el de las piedras que se están ligando. De este modo, la resistencia del conjunto no se logra por la transferencia de cargas entre los mampuestos sino por la masa que se consti­ tuye en conjunto con el correr del tiempo (figura 2). Además de su aplicación en cimientos corridos, que fueron los que se emplearon con más frecuencia en la edificación virreinal y decimonónica de nuestro país, en terrenos blandos sobre los que se habrían de establecer edi­ ficios monumentales, se conformaban grandes plataformas de desplante he­ chas a base de mampostería de piedra. Estas planchas, que se conocen con el nombre de pedraplenes, fueron la forma de cimentación más frecuente en los edificios prehispánicos (Marquina, 1990: 63). El caso de la cimentación de la Catedral Metropolitana de la ciudad de México sirvió como laboratorio de pruebas de edificación ya que los conquis­ tadores tenían poca experiencia en la solución de problemas estructurales en

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Figura 2. Ampliación de la base del muro para la cimentación. Se evidencia la poca importancia que se confirió al corte de la piedra, a sus dimensiones y a su aparejo, por lo que las irregularidades de los mampuestos son superadas por el uso excesivo de mortero. Puerto de Nieto, Guanajuato.

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terrenos tan fangosos como el de este emplazamiento, que además era alta­ mente vulnerable al efecto de movimientos telúricos. Podría decirse que en ese caso se aplicó una “tecnología mestiza” que combinaba la idea europea de ampliación de las bases de muros y columnas con el manejo del pedraplén y el sistema –también de origen prehispánico– del estacado, el cual consiste en el uso de pilotes de madera clavados con mucha proximidad en el terreno. Sobre los pilotes se mejoró el terreno no sólo con la aplicación de céspedes sino con capas de arcilla y de ceniza alternadas con cal. Encima de estas capas se construyó un piedraplén (sic) de considerables dimensiones ocupando toda la superficie de lo que sería la planta de la Catedral. Sobre el piedraplén (sic) se des­ plantaron los apoyos consistentes en las bases de columnas y muros (Chanfón, 1997: 269-270).

Para mediados del siglo xix la valoración de la relación entre la calidad de los cimientos y la estabilidad y duración de los edificios incidió en la preocu­ pación por el diseño apropiado de estos componentes. Sin embargo, aunque en aquella época aparecen nuevos recursos tecnológicos y materiales más re­ sistentes, como el acero y el concreto, los métodos constructivos de origen ances­tral sufrieron relativamente pocos cambios. Torres Torija agrupa los sistemas de cimentación que con mayor frecuencia se utilizaban en la ciudad de México en 1895 en “el ensanche de la base de apoyo, (…) el emparrillado de ma­dera y los pilotes próximos”. Para ampliar la superficie de descarga el autor recomendaba el empleo de “la mampostería, las contrabóvedas, el betón, la arena con lechada y la arena sola”. El autor denomina “betón” a un mortero de cal al que “se le agregan res­ tos de piedras, de tejas o guijarros a medida que se forma la mezcla. Cuando el betón está bien hecho adquiere mucha tenacidad y dureza, y tiene la pro­ piedad de endurecer pronto y ser impenetrable al agua” (Paz 2001: 134, 157). Aunque no se dice expresamente, los constructores sabían que el agregado de residuos cerámicos en los morteros, al igual que sucede con las cenizas volcánicas, los dota de cualidades puzolánicas caracterizadas por su rápido endurecimiento y fraguado sin presencia del aire. Otro concepto sustancial que se relaciona con las cimentaciones es el proceso de consolidación del suelo mediante aplicaciones de pequeñas pro­ porciones de cal. Esta estrategia que se sigue empleando para la construcción de plantillas de cimentación así como sub-bases de carreteras, se sustenta en el efecto de cuatro procesos de interacción entre la tierra y la cal: la sustitución de iones de calcio con los de sodio, potasio y magnesio de las arcillas, la floculación por la pérdida de agua de las arcillas, la acción puzolánica en la que se forman silicatos y aluminatos de calcio con un alto poder cementante y

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la carbonatación que se presenta en las superficies del material que están en contacto con la atmósfera (Oliveira 1990: 166). Los primeros dos procesos tienen una acción inmediata y actúan a través de la modificación de la plasticidad del suelo. En cambio, los últimos se desa­ rrollan durante periodos prolongados y generan la cementación del material (Carvalho 1997: 23). De esta manera podemos reconocer la continuidad de diversos conoci­ mientos constructivos generados tanto en la Antigüedad romana como en el México prehispánico, en los que la cal era primordial, y muchos de los cuales siguieron vigentes hasta hace relativamente poco tiempo.

Estructuras portantes Aunque se tiene la impresión de que en el México prehispánico existía una gran cantidad de estructuras de mampostería debido a los impresionantes restos arqueológicos que se conservan en todo el territorio nacional, la reali­ dad es que esta técnica estaba dirigida fundamentalmente a la construcción de la arquitectura monumental de los recintos ceremoniales y centros de poder. La mayor producción constructiva que estaba destinada a las activi­ dades domésticas se realizaba a partir de estructuras mixtas de piedra, barro y material vegetal. Un texto del siglo xviii citado por Kubler (1984: 154) menciona que “Los indios (…) eran más diestros en edificar de maderas que de mazonería, por­ que una gran parte de sus casas, tanto en el Imperio Mexicano como en las provincias de Tlaxcala, Cholula y las demás, eran de maderas revocadas con lodo por dentro y por fuera y blanqueadas”. Esto significa que en la arquitec­ tura popular el uso de la cal debió ser bastante limitado, y se restringía a su aplicación como una “lechada” para pintar las fachadas. Por su parte, la arquitectura monumental presentaba una gran diversidad formal y compositiva de estructuras de carga en las distintas regiones geográ­ ficas de México. Sin embargo, hay que decir que no existía en realidad mucha diferencia en la manera de edificar y que la variedad de aparejos utilizados para elaborar muros y plataformas dependía más bien de la morfología y ca­ lidad de la piedra utilizada. Lógicamente, dada la limitación de las herramientas con que se contaba, los trabajos de albañilería tendían a sacar el mayor provecho posible a las rocas existentes en su estado natural. El corte y labrado lítico a partir de can­ teras se ceñía a componentes muy singulares de edificaciones especialmente destacadas, pero el grueso de la obra muraria se hacía con pedacería de pie­ dra, con trozos de lajas o incluso con cantos rodados de formas y tamaños muy irregulares (Marquina 1990: 63-65). Por estas razones se hacía uso de

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importantes volúmenes de mortero, a fin de mantener unidas piedras con formas, dimensiones y resistencias tan heterogéneas. Las características de los basamentos, muros y columnas que se desarro­ llaron hasta antes de la conquista no distan mucho de los que se hacían en el resto del mundo. Se construyeron con piedras unidas con lodo o con lodo y cal, escogiendo aquellas que tenían caras lisas para dejar al exterior. Para con­ finar los muros, en las esquinas se usaban piedras más grandes y resistentes, con perfiles regulares que además eran labradas con el fin de marcar su arista y mantener llanas las dos caras expuestas. Como se ha mencionado, estas estructuras normalmente eran protegidas con un aplanado que, dependiendo la región y la importancia del inmueble, podría ser de lodo, o bien, de cal y arena, y, en ambos casos, recibían recubri­ mientos finales de capas de pintura a la cal, que se aplicaban como recurso de mantenimiento periódico. Todos estos métodos constructivos permanecieron casi sin cambios a partir de la conquista. Pero se presentaban notables diferencias en la calidad de la edificación de los muros de región, a región así como entre las zonas rurales y urbanas. En este último caso, el uso de mamposterías de piedra se desarrolló en gran medida como una consecuencia del reciclaje de los materiales provenien­ tes de la destrucción de las estructuras prehispánicas. Esta práctica resolvía por una parte una cuestión meramente pragmática derivada de la obtención de abundante materia prima, pero además, como menciona Kubler (1984: 166), involucraba “motivos ceremoniales” ya que “los colonos consideraban que el uso de materiales de antiguas construcciones tenía la virtud simbólica de representar el triunfo de la iglesia sobre el paganismo”. Los muros, al igual que en la época prehispánica, se elaboraban “con morteros de lodo ricos en cal para su durabilidad y elasticidad” (Chanfón, 1997: 272). El desarrollo constructivo alcanzado a partir del siglo xvi fue conse­ cuencia de la incorporación de nuevas herramientas y maneras de organizar el trabajo. Esto permitió en primer lugar una selección y explotación de las canteras y un tallado mucho más cuidadosos de las rocas. Gracias a estos componentes fue posible erigir muros cada vez más altos, los que además po­ dían estar calados para incluir puertas o ventanas, gracias a la incorporación de diferentes tipos de arcos adovelados, una aportación europea que cambió radicalmente la edificación en México (figura 3). En la época prehispánica el desarrollo de vanos en los muros se realizaba mediante la incorporación de dinteles de madera o lajas de piedra. Se reconoce la existencia de arcos en la zona maya, pero, como se explicará más adelante, su proceso constructivo no es adovelado sino sustentado en piedras escalona­ das en “saledizo”, por lo que se suelen llamar “arcos falsos”.

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Figura 3. Arcos adovelados con piedras cuidadosamente labradas. Obsérvese también el revoque de la fachada que simula una estructura de sillares. Ex convento de Santa María Atlihuetzia, Tlaxcala.

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El manejo de arcos adovelados representó un notable avance en la edifi­ cación debido a que, con el simple tallado de piedras en forma de cuña llama­ das dovelas, era posible salvar claros de diferentes dimensiones, en un criterio plenamente compatible con los muros de carga por su trabajo a compresión. Los arcos permitieron abrir puertas y ventanas, conformar espacios portica­ dos, cargar techos, reforzar estructuras y realizar acueductos, entre muchas otras funciones. En la época virreinal se marcaba una diferencia entre las estructuras de “cal y canto” y las de “cantería”. El primer término se refería a las construccio­ nes de mampostería o de muros ciclópeos en los que la piedra casi no reci­ bía tallado alguno para ser asentada. En cambio, las estructuras de “cantería” utilizaban rocas cuidadosamente labradas tanto en las caras que habrían de estar expuestas como en las que se unirían al resto del material constructivo mediante delgadas juntas de mortero de cal y arena. Sin embargo, esta segun­ da estrategia estuvo restringida sólo a partes destacadas de algunos edificios importantes, como fue el caso de los arcos, jambas, cornisas y refuerzos de esquinas, mientras que la mayor parte del volumen edificado se hizo de adobe o de “cal y canto”. El proceso constructivo desarrollado a partir de la conquista sin duda al­ guna fue una empresa compleja tanto por la adaptación de los conocimientos técnicos de ambos mundos como por la simple explotación de materia prima. Muchas obras tardaban varias décadas debido a la complicación para obtener los componentes constructivos, la dificultad de su transporte al no existir ca­ minos para carreta y la escasez de mano de obra. Sólo por mencionar un dato: en 1531 el precio del corte, transporte y ensamblaje de una columna de piedra era de dos pesos, cantidad equivalente a lo que costaba edificar un muro de 14 metros de largo por 1.8 metros de altura (Kubler 1984: 166). Se tienen evidencias de algunos experimentos constructivos que se hi­ cieron para ahorrar trabajo y realizar muros de grandes espesores con mayor velocidad. Un caso fue la aplicación de la técnica de edificación ciclópea, ver­ tida dentro de paramentos de piedra tallada. El mortero con piedras toscas se vaciaba después de dejar preparadas las caras visibles de los muros que fun­ cionaban a manera de cimbra, y en las que se ponía especial cuidado porque conformarían los paramentos de fachada. En los conventos de Huejotzingo, Tehuacán y Tepoztlán algunos muros están hechos de tierra apisonada y adobe, que posteriormente fueron recu­ biertos con placas de piedra labrada con lo que se da la impresión de que el edificio entero es de “cantería”. Un efecto semejante se presenta en muchos edi­ ficios en los que los muros de “cal y canto” se aplanaban y pintaban marcando la forma de sillares que generan la misma falsa apariencia de estar hechos en su totalidad con piezas talladas (figura 3).

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Al igual que sucedía con la piedra, en muchas regiones del virreinato de México había notables dificultades para producir o comprar los crecien­ tes volúmenes de cal que demandaba la dinámica empresa de colonización y construcción. La cal necesaria para la argamasa era muy costosa en el siglo xvi (…) y era un artículo de gran demanda en la capital. En 1531 la construcción de un muro de mampostería de dos metros de ancho por uno de alto requería de un cesto de cal con un costo de un peso; pero el precio del trabajo y la piedra juntos era el mismo, por lo que la cal resultaba ser el material más caro (Kubler 1984: 170).

Figura. 4. La imponente cúpula de ladrillo que cubre la fuente fue realizada a mediados del siglo xvi. Chiapa de Corzo, Chiapas.

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Aunque existen evidencias prehispánicas del uso del ladrillo cocido en la edificación de sitios específicos de Mesoamérica, entre los que destacan los casos de Comalcalco, Tabasco y Tizatlán, Tlaxcala, no fue sino hasta muy avanzada la colonización española cuando este recurso material se utilizó en forma amplia para la realización de mamposterías. Desde luego se erigieron importantes estructuras con ladrillo desde fines del siglo xvi, como el Rollo de Tepeaca o la Fuente de Chiapa de Corzo, pero la producción masiva de ce­ rámica tardó varias décadas en desarrollarse, a pesar de que en todo el terri­ torio se contaba con arcillas de muy buena calidad. Parece ser que el costo y dinámica de producción del adobe hacía innecesaria su fabricación (figura 4).

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Todavía en el siglo xviii, cuando ya se había establecido y desarrollado plenamente la producción de cerámica y ladrillos, estos recursos no eran de uso masivo en la edificación sino que estaban ceñidos a la definición de deta­ lles ornamentales o perfiles estructurales en los que las piedras locales no ga­ rantizaban un desempeño y duración adecuados. Aunque desde luego hubo zonas que alcanzaron un alto desarrollo en esta fabricación durante el virrei­ nato, como Jalisco, El Bajío, Puebla y Tlaxcala, no fue sino hasta finales del siglo xix que el ladrillo le fue ganando terreno a la piedra en la edificación, aunque el adobe siguió siendo el recurso constructivo de uso más intensivo en todo el territorio nacional, todavía hasta el primer tercio del siglo pasado. Los muros de adobe, piedra o ladrillo sustentan su proceso constructivo en el manejo del sistema de mampostería que, como ya se ha explicado, con­ siste en la colocación alternada de hiladas sucesivas de piezas unitarias que se unen con morteros en los que, en mayor o menor proporción, estuvo siem­ pre presente la cal. Lógicamente los edificios más destacados empleaban este aglutinante en mayores cantidades, pues de este modo se alcanzaba una mejor calidad constructiva y consecuentemente se garantizaba una mayor duración. Un componente fundamental del diseño de los muros y columnas era su recubrimiento, en el cual el papel de la cal siempre fue trascendente. De ma­ nera complementaria a la acción protectora de los elementos de soporte ante el deterioro medioambiental y antrópico, los revoques cumplían también una función estructural. El mortero que se aplicaba a los muros servía como un medio de confinamiento que contribuía a la adecuada transferencia de cargas desde la superestructura a la cimentación. Además, en caso de presentarse eventos dinámicos derivados de vibraciones o movimientos leves, las sucesi­ vas capas de recubrimientos que envolvían a la arquitectura propiciaban una respuesta unitaria pero flexible que les permitía mantenerse estables.

Cubiertas y entrepisos La preferencia en el uso de la cal para los edificios más destacados a la que se ha hecho alusión se manifiesta con gran nitidez en el diseño y construcción de sus techos. En el mundo prehispánico y todavía bien entrada la época virrei­ nal, la mayor parte de la arquitectura estaba cubierta por techos soportados por estructuras de madera protegida con paja u hojas de palma, seguramente muy similares a los que todavía se conservan en algunas viviendas vernáculas de las áreas tropicales del país. Los sistemas de techado para las construcciones prehispánicas más im­ portantes generalmente utilizaban la cal, y se pueden agrupar esquemática­ mente en dos categorías. La primera era muy similar a todos los techos planos que se han hecho en otras partes del mundo y que se soportan sobre un em­

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parrillado formado por una estructura de troncos o ramas gruesas. Estas pie­ zas se colocaban paralelamente y de manera equidistante entre los muros, en el sentido más corto de los espacios habitables. Sobre esta serie de vigas de madera rolliza se apoyaba en sentido transversal una cama de poco espesor y con un entramado muy cerrado, que podía estar conformada por varas delga­ das, carrizos, rajas de madera, pencas de maguey o lajas de piedra. Encima de esta superficie plana se colocaban –solas o en combinación– capas de tierra compactada en seco, lodo con cal, así como morteros de cal y arena. Este con­ glomerado daba estabilidad a los muros que cubría, funcionaba como aislante térmico y acústico y contaba con las pendientes requeridas para desalojar las aguas pluviales. El segundo sistema era bastante más complejo y se desarrolló por la cul­ tura maya en el sureste del país. Se trata de una prolongación en volumen del sistema de “arcos falsos” referidos en la sección previa, y que se conocen gené­ ricamente como bóvedas en saledizo o bóvedas falsas. Su lógica constructiva difiere de las bóvedas convencionales ya que en vez de estar formadas por piedras en forma de cuña que trabajan a compresión transmitida a través de tres de sus caras, se constituían por piedras talladas en forma de lajas que se escalonaban sobre los muros de carga, hacia los que transferían su carga sólo en sentido vertical, parte de la cual era absorbida por un ligero esfuerzo de flexión de cada laja. La bóveda maya se compone de piedras que se van colocando cada una en sa­ liente, con relación a la inferior, ahogadas en mortero de tal manera que trabajan como ménsulas; los dos lados de la bóveda se sostienen así independientemente, de manera que puede caer uno de ellos y conservarse el otro. Este procedimiento produce por consecuencia muy pocos empujes, pero sólo puede emplearse para cubrir claros relativamente cortos. (…) Interiormente la forma natural de estas bóvedas es la de dos planos inclinados que parten de los muros y se tocan en la parte superior o quedan ligeramente separadas cubriéndose el pequeño claro con una piedra colocada sobre ellas (Marquina 1990: 17).

Como en el resto de la arquitectura monumental de la zona maya, las es­ tructuras eran altamente dependientes del trabajo aglutinante de la cal, tanto a lo largo del proceso de ejecución de las obras como en su pervivencia en el tiempo. La única manera de conseguir el escalonamiento de cada piedra de un arco o una bóveda maya era mediante el fijado de la mayor parte de su superficie sobre la hilada inferior. Luego, ya que la estructura de la bóveda era cerrada, se utilizaba mortero para rellenar la serie de imperfecciones genera­ das por los cortes deficientes de la piedra, con lo que se conseguía finalmente la correcta transmisión de las cargas.

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En la época virreinal las bóvedas mayas cayeron en desuso y solamente trascendió el sistema de techos planos soportados con viguerías, que era muy similar al que se utilizaba profusamente en el viejo continente. Como ya se mencionó, el grueso de la edificación prehispánica y de prin­ cipios del virreinato era realizado con estructuras de madera cubiertas con material vegetal, aunque este sistema se pensaba como “recurso renovable” por su escasa duración y por su vulnerabilidad ante el fuego. En cambio, los entrepisos y techos construidos con el sistema de enviga­ do resultaban muy eficientes debido a su durabilidad, estabilidad, posibilidad de uso de las azoteas y opción para el crecimiento en altura de los edificios. En estas estructuras todo el peso se reparte de manera uniforme y axial, sin generar empujes laterales, por lo que son altamente compatibles con los sis­ temas de muros de carga. Un avance sobre la tecnología prehispánica en lo que respecta a estos sistemas constructivos, lo constituyó la selección, corte, cuidado y labrado de la madera tanto para hacer las vigas como las piezas transversales que éstas soportaban. Los conocimientos constructivos y de carpintería de lo blanco heredados por los españoles de la arquitectura mudéjar permitieron un am­ plio desarrollo de estas técnicas. Cuando los sistemas de viguería se utilizaban como entrepiso, sobre la superficie de madera se podía colocar, en los casos más sencillos, un entra­ mado de polines y sobre éste un piso de duelas. En edificios más complejos, el sistema de entrepiso y techos planos era similar al prehispánico e incluía tierra, lodo y cal. “La costumbre indígena de la altiplanicie de techar las cons­ trucciones con una gruesa capa de barro, había probado su bondad, y tales techos de barro se usaron durante toda la época colonial, aún en la capital” (Kubler 1984: 171). En un principio, la protección superficial en esta técnica se hacía con capas de arcilla que tenían que recibir mantenimiento constante. Pero la posterior incorporación de la cal como material estabilizante de la tierra y el uso de lechadas y entortados de cal y arena fue volviéndose de uso frecuente por requerir menor periodicidad de mantenimiento. Además de estos techos de azotea, dos sistemas que en nuestro país tuvie­ ron también gran desarrollo fueron las bóvedas y las cúpulas. Ambas técnicas tuvieron una evolución algo tardía en el virreinato debido a la complejidad técnica que representaba su ejecución, a las condiciones sísmicas de gran par­ te del territorio y a la diversidad en la calidad en los muros portantes de los edificios. Según su geometría y despiece estructural, las bóvedas podían ser de ca­ ñón corrido, de cañón con lunetos y de arista, mientras que las cúpulas eran de media esfera (media naranja) u ochavadas. En función de los presupues­ tos, de los materiales disponibles y, sobre todo, de la experiencia de los alari­

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fes, ambos sistemas de techumbre se podían hacer de “cal y canto”, de sillares o de ladrillo, siendo imprescindible en los tres casos el empleo de morteros de cal y arena. Igual que para el caso de los muros, las estructuras de sillares requerían el labrado cuidadoso de piezas a las que, como a los componentes de los arcos, se denominaba dovelas. Estas piedras requerían un trazo y tallado que se es­ tudiaba mediante la estereotomía, pues la clave de su resistencia se deriva de la calidad de su corte, el cual incide en el correcto contacto entre sus caras. Este sistema requería una menor cantidad de mortero que las bóvedas y cú­ pulas de “cal y canto” o de mampostería. Cuando las bóvedas se hacen de ladrillo, la solidez depende de la clase de ladrillo y del buen mortero que se use. En las de mampostería, se lleva la construcción como en las paredes de esa clase, dependiendo, por consiguiente, la solidez, del mortero que se emplee como lazo de unión (Paz 2001: 107).

En algunos edificios se llegaron a utilizar ingeniosos sistemas de aligera­ miento de estas cubiertas, entre los que destaca el uso de cántaros de cerámica como relleno de la mampostería. A pesar de tratarse de elementos relativa­ mente frágiles en comparación con el resto de los mampuestos, su forma de traslape y, sobre todo, el uso de grandes volúmenes de mortero de cal, asegu­ raba un comportamiento estático adecuado. Como se sabe, la geometría de las bóvedas y cúpulas genera sobre sus apoyos esfuerzos que poseen componentes horizontales a los que se denomi­ na “empujes de coceo”. Estas cargas tienden a separar las partes superiores de los muros por lo que es necesario ampliar su espesor, colocar tensores per­ pendiculares o diseñar refuerzos tales como los estribos y los contrafuertes. Se piensa que los templos de los conventos del siglo xvi, que en su ori­ gen estuvieron cubiertos con techos de madera, se construyeron con muros excesivamente anchos debido a que se tenía previsto que más adelante se les construirían bóvedas y cúpulas. Efectivamente, esto sucedió en muchos ca­ sos, pero en algunas ocasiones este cambio estructural fracasó debido a fallas en los sistemas de apoyo y, sobre todo, como consecuencia de los terremotos y la sobrecarga de los subsuelos. Finalmente, hay que decir que los acabados para los entrepisos y las cu­ biertas planas o abovedadas fueron evolucionando y se hizo común en sus superficies expuestas la incorporación de losetas de barro o enladrillados, asentados con morteros terciados de cal y arena. Lo mismo sucedía en espa­ cios destacados de edificios monumentales en los que las bóvedas o cúpulas fueron recubiertas con azulejos, como se volvió una tradición sobre todo du­ rante la época barroca.

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La aplicación de entortados y lechadas de cal permitía generar superficies para la adecuada pendiente y canalización del desalojo pluvial, al tiempo que protegía los enladrillados del desgaste, dotándolos de cierto nivel de imper­ meabilidad (figura 5).

Conclusiones

Figura 5. Los recubrimientos de cal y arena y el mantenimiento periódico garantizan la conservación del patrimonio edificado. Templo de adobe de Satevó, Chihuahua.

La arquitectura histórica y tradicional que ha llegado hasta nuestros días evi­ dencia el empeño de las sociedades por adaptar el entorno natural a sus diversas necesidades individuales y colectivas. El desarrollo de las culturas constructi­ vas resulta sorprendente por los avances alcanzados y por la conservación de muchos edificios, a pesar de haber desaparecido las sociedades que los crearon y de no haber recibido prácticamente ningún tipo de mantenimiento. Parte de la explicación de esta permanencia se encuentra en el hallazgo y desarrollo de materiales constructivos específicos que les permitieron alcan­ zar las dimensiones que tuvieran en su época de esplendor y que, a pesar del tiempo transcurrido, siguen actuando como parte de los sistemas estructura­ les para los que fueron diseñados.

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Como se ha detallado en este capítulo, el papel de la cal en este ámbito es digno de destacar debido a su difusión en todo el orbe y, sobre todo, a la pervivencia de su tradición constructiva hasta fechas relativamente recientes. La cal como componente de morteros y pinturas murales fue fundamen­ tal para la protección de los edificios, pero su papel como soporte estructural también fue muy destacado. Buena parte de los sistemas constructivos que se erigieron a lo largo de la historia nunca se hubieran podido crear sin la existencia de este material. Es por esto que resulta tan relevante estudiarlos y preservarlos ya que, además de permitirnos conocer la forma en que vivían las sociedades del pa­ sado, nos sirven para recuperar conocimientos constructivos aplicables para su propia restauración e incluso para el diseño presente y futuro (Guerrero, 2008: 24). Pero en este punto es necesario llamar la atención hacia un aspecto que involucra tanto a la teoría de la restauración como a las técnicas de interven­ ción, y que se vincula con el prejuicio que se suele tener acerca de que “todo tiempo pasado fue mejor”. Muchas veces se parte del supuesto de que los edi­ ficios antiguos estaban muy bien realizados y que son una fuente infalible de enseñanzas, pero esto no es del todo cierto. Existen obras que se erigieron con malos materiales, sin un diseño adecuado o en terrenos y condiciones geográ­ ficas adversas. Además, con el correr de los años casi siempre sufrieron repa­ raciones y transformaciones que también han generado diversas afectaciones a su estabilidad. Un aspecto destacable en este sentido lo encontramos justamente en el manejo de la cal. Resulta paradójico, pero la aplicación de un recurso mate­ rial de tan alta resistencia, versatilidad y duración, en cierta medida influyó en el descuido de la calidad de los sistemas constructivos utilizados en algu­ nos casos. El potencial aglutinante de la cal era tan alto que incluso estruc­ turas con piedras mal seleccionadas, sin labrar y sin aparejos adecuados, generaron imponentes monumentos, que además se conservan con un nota­ ble nivel de integridad. Igualmente, el uso de revoques y enlucidos permitía corregir errores y deficiencias en los paños de muros, bóvedas y cúpulas sin que los conjuntos manifestaran afectaciones. De una manera muy cruda y con cierto tono discriminatorio, Kubler se expresa en este sentido diciendo que: En general resulta sorprendente que tantos edificios del siglo xvi hayan sobrevi­ vido a los desastres, pues (…) los diseñadores e ingenieros eran, con frecuencia, aficionados. El trabajo lo realizaban hombres que no simpatizaban por entero con las campañas de construcción y los edificios atravesaban por largos periodos de abandono. Sin embargo, resulta cierto que este diseño de aficionados, si bien

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poco elegante y desmañado, tendía a la creación de una arquitectura masiva y estable que, si lograba mantenerse en pie, alcanzaba gran longevidad (1984: 189).

Tratando con objetividad el tema, es evidente que buena parte de los pro­ blemas que se enfrentan en la conservación y restauración del patrimonio de nuestro país (y de muchos otros) tiene su origen en la falta de sistemati­ zación de la información constructiva que se desarrolló a lo largo de la his­ toria. Las diferentes influencias culturales y los procesos de transferencia de tecnologías, trasplantadas de diversas regiones, enseñadas mediante recetas y aplicadas sin demasiada reflexión acerca de su efectividad, aunque generaron obras deslumbrantes y de gran singularidad, someten a las disciplinas de la salvaguardia patrimonial a muy duras pruebas. Efectivamente, hay mucho que aprender de la arquitectura antigua, pero se deben evaluar los aciertos y los errores cometidos a lo largo de la historia, pues ambos procesos brindan valiosas lecciones. Por estos motivos es fundamental la comprensión de la razón de ser de las diferentes soluciones de diseño y construcción que se fueron dando en cada localidad a lo largo de la historia. Se ha de estudiar la continuidad de determi­ nadas prácticas, la cual nos aporta indicios de la efectividad de los resultados, pero también es necesario analizar las discontinuidades, transformaciones y adecuaciones, a fin de identificar sus orígenes y estar en condiciones de valorar sus resultados (Guerrero 2006: 54). La conservación del patrimonio y el impulso al uso de la cal en los siste­ mas constructivos no sólo permite mantener viva una tradición histórica que ha probado su eficacia de forma contundente, sino que puede incidir directa­ mente en la elevación de la calidad de vida de la sociedad al permitir la confi­ guración de espacios con mejores condiciones de confort y durabilidad.

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II. Las propiedades de la cal y la manufactura de materiales de cal

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Agregados de morteros y conglomerados de cal Alejandra Alonso Olvera Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah

Introducción Los morteros1 son mezclas homogéneas de conglomerantes (o cementantes) inorgánicos (como la cal viva o apagada) y agregados (también llamados ári­ dos o cargas) y agua. Las cualidades del mortero están conferidas por las pro­ piedades tanto del cementante o conglomerante (en este caso el tipo de cal utilizada) como de los agregados. Este capítulo presenta información sobre los agregados y el papel que jue­ gan en la mezcla homogénea que se forma cuando se prepara un mortero o argamasa2 de cal. Los morteros normalmente deben contar con cierta durabi­ lidad para conservar la integridad estructural de acuerdo con las condiciones climáticas y de mantenimiento que puedan otorgarse a los elementos en cues­ tión. Comprender las características de los agregados y su impacto en el tipo de mortero que se prepara es importante para decidir el tipo de mezcla que se puede conseguir de acuerdo con la función que ésta cumplirá en la conserva­ ción de la arquitectura y sus elementos decorativos.

¿Qué es un agregado de mortero? Los agregados son producto de la desintegración natural o artificial de las rocas, que al mezclarse con un conglomerante (o cementante) y agua consti­ tuyen el material que forma los morteros. La forma más común de los agre­ gados son las arenas, las gravas y las gravillas.  El mortero es un conglomerado o masa constituida por arena, conglomerante (ce­ mentante) y agua, que puede contener además algún aditivo. 2  Argamasa es un mortero hecho de cal, arena y agua, que se emplea en las obras de albañilería. 1

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Los agregados están constituidos por sustancias inorgánicas de compo­ sición química más o menos definida y usualmente de estructura cristalina específica. Éstos pueden ser derivados de rocas plutónicas, como granito, sye­ nita, diorita, gabro, peridotita, pegmatita, o bien de rocas ígneas extrusivas, como rocas volcánicas, vidrios volcánicos, felsita y basalto. Los derivados de rocas sedimentarias pueden ser areniscas y conglomerados, cuyos materiales cementantes son cuarzo, ópalo, calcita, dolomita, arcillas, óxidos de hierro y algunos otros materiales. Pocos agregados derivan de arcillas, argilitas o rocas limosas, ya que están compuestas de los derivados producto de la erosión de limos y arcillas sedimentarios, dependiendo del tamaño de la mayoría de las partículas que las constituyen, y estos sedimentos son químicamente poco estables (Shupac 2000a: 168). En general, por su origen, los agregados están formados en mayor o menor proporción por los minerales que constituyen las rocas, como sílice, feldes­ patos, ferromagnesianos, micáceos, arcillas minerales, zeolitas, carbonatos y sulfatos minerales y los minerales de óxido de hierro anhidros e hidratados. Las arenas pueden tener un origen natural o artificial. Las naturales co­ rresponden a la desintegración por erosión de las rocas, mientras que las arti­ ficiales se manufacturan por un proceso de trituración de rocas y gravas a través de medios mecánicos y térmicos (Shupac 2000i: 110). Sin embargo, los agregados resultan de la reconstitución de materiales naturales más que de procesos físicos como la trituración, cribado u otro proceso físico o mecá­ nico de materiales artificiales preexistentes. Ejemplos de procesos de recons­ titución son: 1) los tratamientos térmicos, de calcinación, de fusión parcial o completa de rocas volcánicas, arcillas o pizarra cuyo resultado es la dis­ rupción mecánica, vitrificación, recristalización, rompimiento y finalmente la combinación para la producción de agregados de peso ligero; y 2) la for­ mación de nuevos materiales como consecuencia de procesos industriales, como la escoria, producida de forma simultánea en el tratamiento de hierro en los hornos de fundición (Shupac 2000a: 170). Los agregados artificiales obtenidos mediante estos procesos no han sido usados en la conservación en México, pero por sus características y control de calidad ofrecen posibilida­ des para su uso en este terreno (figura 1). Los agregados pueden ser silíceos, calizos o arcillosos, de acuerdo con el material dominante en su composición, como se mencionó más arriba. Éstos cuentan con diferentes características físicas y de acuerdo con ellas se utilizan para la preparación de múltiples tipos de morteros que cumplen diferentes funciones. De forma general, los agregados más comunes son las arenas silíceas, de mina o de río. Como su nombre lo indica, se componen mayoritariamente de cuar­zo u otro material silíceo. Las arenas comerciales contienen más de 98 % de sílice, aunque otros materiales de la arena son los feldespatos (arci­

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Figura 1. Vista de una mina de agregados donde se realiza la trituración y reconstitución de piedra caliza y agregados.

llas), granate, circón y turmalina (Brady 1963: 256). Las arenas silíceas prove­ nientes de rocas ígneas son las más comunes y eficientes ya que son agregados muy finos, sus gránulos no son porosos, son inertes y además muy estables químicamente. Los agregados procedentes de minas suelen ser más angulosos y contener arcillas, mientras que los de río provienen de la erosión de rocas por efecto del agua y sus granos suelen ser más redondeados, aunque por su origen son más limpias; las arenas que provienen de los ríos están formadas por la acción del agua, y las de dunas, por el viento. Las arenas de mina o de río con arci­ llas suelen producir mezclas de gran maniobrabilidad, pero la arcilla también contribuye a su retracción y forma una película sobre el grano, dificultando su adherencia al conglomerante o cementante (Gárate Rojas 2002: 102). Las arenas de mar son también finas y con escasas aristas, pero normal­ mente están mezcladas con sales solubles que les confieren inestabilidad quí­ mica, y en lo posible se evitan por este motivo.

Función que cumple el agregado al mezclarse con un cementante Las propiedades que un agregado confiere a un mortero al mezclarse con el cementante o conglomerado es disminuir su retracción y dotarlo de textura y color, además de estabilizar su volumen haciendo el papel de relleno, lo que permite al mortero retener su forma y grosor bajo el peso de subsecuentes car­

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gas (Gárate Rojas 2002: 102). Por otro lado, los materiales cementantes con­ tribuyen a la maniobrabilidad, retentividad de agua y elasticidad, resistencia y durabilidad del mortero.

Propiedades de los agregados Una de las cualidades más importantes a buscar en los agregados es que de­ ben ser materiales inertes, no porosos, y presentar gran estabilidad química. Dado que los agregados constituyen la mayor parte y peso constitutivo del mortero a formar, por ese motivo deben generar en la mezcla mayor manio­ brabilidad en dos momentos importantes: al prepararse y al aplicarse. Asi­ mismo, deben ampliar la resistencia a la compresión del mortero ya fraguado (Shupac 2000a: 152). Las características macroscópicas de los agregados mas importantes son la granulometría, angulosidad de sus granos, color y textura, ya que agotan en la mezcla de cal los espacios vacíos que se forman como efecto de la con­ tracción durante el fraguado y secado y estabilizan la mezcla confiriéndole resistencia mecánica y homogeneidad. La forma de los granos que tienen los agregados es diversa; éstos gene­ ralmente se describen como cuerpos geométricos y su elección deriva de la función del mortero a preparar. La forma de los granos puede ser esférica, elipsoidal, laja y poliédrica. De todas ellas, las que presentan más ángulos (lajas y poliédricas) son las que tienen mejor comportamiento, ya que se ad­ hieren mejor al conglomerante, mientras que los granos lisos o redondos son más resbaladizos, aunque con ellos se abaten mejor los espacios vacíos por su acomodo entre las partículas del cementante (figuras 2, 3, 4 y 5). Figura 2. Granos simples. Casi enteramente constituida por granos de arena sin, o con muy poco, material fino entre los granos. Granos sueltos o tocándose parcialmente (Dorronsoro 2011).

Figura 3. Granos peliculares. Granos de arena recubiertos de una película de material fino (Dorronsoro 2011).

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Figura 4. Granos puenteados. Granos de arena unidos por puentes de material fino (Dorronsoro 2011).

Figura 5. Microagregados intergranulares. Entre los granos de arena hay microagregados de material fino (Dorronsoro 2011).

Las diferentes granulometrías de los agregados para morteros están da­ das evidentemente por el tamaño del grano que los forma. Los más gruesos son la gravilla gruesa y mediana, y los más finos son las arenas gruesas, me­ dianas, finas y muy finas. El tamaño de cada grano determina la categoría a la que pertenece el agregado de acuerdo con las nomenclaturas estandarizadas utilizadas para determinar y homogeneizar las condiciones de edificación en normas nacionales e internacionales (tabla 1). Las arenas artificiales son muy efectivas para determinar la granulome­ tría de acuerdo con el fin a utilizar, y su proceso de fabricación asegura que se produzcan superficies angulosas o agudas que les confieren mejor amarre en la mezcla con el cementante, además de eliminar la mayor parte de los espacios vacíos. De estas arenas también pueden elegirse aspectos como su origen, es decir, la roca madre de la que provienen, y en función de eso la tex­ tura y color que contribuirá a entonar el mortero o revoque con la superficie a tratar.

Tabla 1. Tipos de agregados por tamaño de grano.

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Tipo de agregado

Tamaño de grano

Gravilla gruesa

5 a 10 mm

Gravilla mediana

2 a 5 mm

Arenas gruesas

1.5 a 2 mm

Arenas medianas

1 a 1.5 mm

Arenas finas

0.5 a 1 mm

Arenas muy finas

0.1 a 0.5 mm

Polvo de piedra

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Por ejemplo, la arena obtenida de la trituración de la piedra caliza es blan­ ca y muy pura, adecuada para la formulación de morteros para revoques finos y para construcciones de piedra caliza, mientras que las arenas de basalto son verdosas, grises y vesiculares de textura tanto fina como rugosa, adecuadas para superficies de basalto o andesita. En este sentido, la porosidad del mortero no depende únicamente de las características físicas del agregado, sino que está también influida por la ca­ lidad del cementante (tamaño de partícula y pureza) y por la cantidad de agua con la que se mezclan ambos. Normalmente el grado de hidratación y la longevidad del mortero influyen en su coeficiente de permeabilidad (que es inversamente proporcional a la edad del mortero). El peso específico de la arena es un dato importante que puede indicar la cantidad de huecos que quedan en la red que se forma entre el cementante y el agregado y entre las partículas de agregados, mientras que el volumen de huecos es en función del tamaño y forma de los granos (Gárate Rojas 2002: 102). Los huecos vacíos que dejan los agregados finos en la mezcla con el cementante indican la angulosidad o esfericidad del grano del agregado y la textura superficial en comparación con otros agregados de la misma textura. Existen métodos estandarizados que indican la proporción de espacios vacíos en porcentaje que depende de la forma de la partícula y la textura de un agregado fino. Un incremento en el contenido de espacios vacíos indica ma­ yor angulosidad, menor esfericidad, una textura más rugosa o ambos (Shupac 2000c: 665). Una disminución en el contenido de espacios vacíos se asocia con una superficie más lisa, granos esféricos o redondeados, o la combinación de ambos. Normalmente la mezcla de granos de diferente tamaño y forma tendrá menor contenido de espacios vacíos que las mezclas de agregados del mismo tamaño y forma. Una manera práctica de verificar si el agregado consiste en mezclas de partículas de diferente tamaño, forma y textura es pasarlo por tamices de diferentes grosores y verificar los diferentes granos que se detienen en los tamices. Si el agregado está compuesto de un solo tipo de partículas, éste tendrá un contenido mayor de espacios vacíos y por con­ secuencia requerirá mayor cantidad de conglomerante o cementante para rellenarlos. La densidad relativa3 en seco de un agregado fino se usa también para calcular el contenido de espacios vacíos. La efectividad de este método y su relación con la forma de partícula y textura depende de la gravedad espe­ cífica de varios tamaños de fracciones, y el vacío es realmente función del volumen de cada tamaño de fracción. Si el tipo de minerales o rocas o su porosidad en cualquiera de estos tamaños de fracciones varían notablemen­   La densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades. 3

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te, puede ser necesario determinar la gravedad específica de cada tamaño de fracción para determinar el contenido de espacios vacíos de la mezcla de partículas.

Agregados artificiales ligeros usados en los morteros especiales para conservación: arcillas, pizarras, esquistos y tierra de diatomeas Estos agregados son resultado de la reconstitución de materiales naturales, por otros procesos diferentes a los físicos. Algunos de estos agregados artificiales que se usan en conservación de bienes arquitectónicos son las arcillas, pizarras y esquistos. El agregado de este tipo puede prepararse por molido y cribado de materiales y ser sometido a calor con otros materiales como minerales metáli­ cos (óxidos de hierro o materiales carbonáceos). La expansión y vesiculación de arcillas, pizarras y esquistos ocurre a temperaturas entre 1 650 y 1 700 °C. Este tratamiento impide que estos agregados reaccionen y se encojan notable­ mente y por eso se les llama reconstituidos. Las fuentes más prometedoras de agregados ligeros son los esquistos y las arcillas dioctaédricas, como illita, montmorillonita, esmectita (beidellita) y la vermiculita-clorita, especialmente para la conservación. A pesar de que aún no han sido probados en esta rama ofrecen cualidades que pueden ser de gran utilidad cuando se requiere de condiciones específicas para asegurar un adecuado funcionamiento con los cementantes de cal. Estos minerales se aproximan en composición a lo que se ha encontrado como viscosidad ópti­ ma. Comparados con los miembros del grupo caolín, contienen menos pro­ porción de alúmina y proporciones moderadas de álcalis y tierras alcalinas que sirven en el proceso de quemado. La matriz de arcillas, esquistos y pizarras ya expandidas (es decir, sometidas a altas temperaturas) está compuesta de una mezcla intercalada de vidrio silíceo y residuos de minerales granulares (Shupac 2000b: 171). Otro agregado especial es la tierra de diatomea, también de peso lige­ ro, producida por el molido y cribado de tierra de diatomeas, asperjada con aceite y quemada en un horno de rotación. El principal constituyente de esta tierra es el esqueleto opalino de diatomeas junto con la proporción variable de vidrio silíceo producido por el proceso de quemado. Otros constituyentes son la arena fina, el limo y arcillas y los vidrios volcánicos. Las diatomeas es­ tán también asociadas con riolitas o pomaceas dacíticas (Shupac 2000b: 171). La vermiculita es un mineral micáceo que se expande y se exfolia por un rápido calentamiento como resultado de la liberación de agua combina­ da y también se utiliza como agregado cuyo volumen final de las partículas

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puede ser tanto como 30 veces su tamaño original. El grado de expansión, elasticidad, fragilidad de las partículas varía dependiendo de la composición mineralógica de la vermiculita, su tamaño de cristal, pureza y condiciones de quemado (Shupac 2000b: 172).

Contaminantes de los agregados Las arenas o agregados nocivos son las que contienen limos, materias orgáni­ cas o escorias, o bien las que contienen sales solubles, como sulfatos, nitratos o cloruros que pueden reaccionar con la cal formando manchas o impidien­ do el fraguado (Gárate Rojas 2002: 102). Estos componentes se consideran “contaminantes” de los morteros. Por tal motivo, las arenas a utilizar como agregados deben estar limpias y no contar con más de 3 % de arcilla, greda o materia orgánica. Algunas otras sustancias que se consideran contaminantes de los agre­ gados son las partículas friables y partículas de bajo peso. El máximo per­ misible en peso para considerar a un agregado libre de contaminantes, de acuerdo con las normas de edificación de la ASTM, es 1 % de partículas fria­ bles, y 0.5 % de partículas que flotan o que tienen una gravedad específica de 2.0. Entre ellos están las impurezas orgánicas que normalmente producen un color oscuro en el agregado, modifican sus propiedades y perjudican su maniobrabilidad. Otros agregados pueden contener partículas de materiales muy reactivos. Por ejemplo, los agregados provenientes de ciertas rocas contienen algunas cantidades de arcillas cuyos cambios dimensionales con los ciclos de hidrata­ ción y secado pueden promover cambios en el volumen del agregado y afectar la mezcla con el conglomerante de manera adversa. Este tipo de agregados tiene un efecto en la resistencia a la compresión,4 la resistencia a la tensión,5 el módulo de elasticidad,6 el cambio dimensional y finalmente en la apariencia general (si se producen fracturas y agrietamientos). Para evitar contaminantes en los agregados que se usan en morteros para la conservación es necesario lavarlos con agua potable al menos una vez. En   La resistencia a la compresión es la capacidad de un material o estructura de resis­ tir axialmente una fuerza dirigida. Cuando el límite de la resistencia a la compresión se alcanza, el material se aplasta. El concreto puede fabricarse para tener una alta resistencia a la compresión (50 MPa), mientras que otros, como la piedra arenisca, por naturaleza tienen una muy baja resistencia a la compresión (entre 5 y 10 MPa). 5   Es la máxima tensión que un material puede soportar mientras es estirado antes de adelgazarse, que es cuando la sección en corte se contrae significativamente. La resis­ tencia a la tensión es lo opuesto a la resistencia a la compresión. 6   El módulo de elasticidad es la descripción matemática de un objeto o una sustancia a deformarse elásticamente (es decir, no permanentemente) cuando se aplica una fuerza. 4

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general se realizan dos lavados para asegurar que todas las sustancias solubles o partículas muy grandes sean removidas y eliminadas antes de usar los agre­ gados en combinación con un conglomerante o cementante. Una vez lavados, es indispensable que los agregados se dejen secar y que no se utilicen húmedos, ya que este contenido de agua puede influir negativa­ mente en la mezcla con el cementante, así como en la proporción de agua que se agrega para producir una mezcla homogénea.

Propiedades que deben considerarse al elegir un agregado Granulometría y textura

Tabla 2. Granulometría de arenas de acuerdo con el cribado.

La granulometría es una de las propiedades que pueden manipularse durante la elección de los agregados y asegura el control de calidad de acuerdo con la función que cumplirá en la mezcla o con el tipo de mezcla que se desea preparar. Existen normas estandarizadas para la separación de agregados de acuerdo con su grano. Éstas permiten controlar la calidad de los agregados y asegurar su comportamiento en la mezcla con el conglomerante y el agua. La elección de la granulometría se logra haciendo pasar el agregado por cedazos, cribas o tamices de tamaños predeterminados y contando la propor­ ción (porcentaje en peso) del material que pasa a través de ellos. La norma ASTM indica las categorías que se observan en la tabla. Porcentaje del agregado que pasa por el tamiz

Tamaño de grano de acuerdo con el número del tamiz por el que atraviesa 4.75 mm-No. 4

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Arena natural

100%

Arena artificial

Función del agregado

100 %

Arena para recubrimientos burdos o junteos de piedra

2.36 mm-No. 8

95 - 100 %

95 - 100 %

1.18 mm-No. 16

70 - 100 %

70 - 100 %

600 mm-No. 30

40 - 75 %

40 - 75 %

300 mm-No. 50

10 - 35 %

20 - 40 %

150 mm-No. 100

2 - 15 %

10 - 25 %

75 mm-No. 200

0-5%

0 - 10 %

Arena para pisos

Arena para revoques

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La textura es muy importante ya que en la medida en que el grano sea más anguloso mejor eficiencia se logrará en la mezcla con el cementante y más fuerte será su amarre. El tamaño del grano se deduce por el tipo de tamiz por el que se hace pasar (los tamices tienen tamaños estandarizados en el merca­ do). Los agregados se separan de acuerdo con ellos y así se precisa su textura. En este sentido, las gravillas medianas y burdas tienen más aristas y su amarre es mayor, por lo cual se utilizan para mezclas burdas, mientras que las arenas gruesas y medianas son más angulosas que las finas y muy finas, por lo que se usan para mezclas que deban conferir mayor amarre entre elementos, y las más finas son más redondeadas y con ello menos resistentes en la mezcla. Los agregados bien tamizados reducen la separación de los materiales en el mortero y evitan el proceso que se denomina en el medio de la construcción como “sangrado” del mortero, que se refiere a la separación de los componen­ tes del mortero cuando se agrega muy líquido en el proceso de inyección y se derraman los agregados más texturados de los menos texturados cuando se aplica la mezcla entre las juntas o grietas. Las arenas deficientes en partículas finas dan morteros muy rugosos, mientras que las excesivamente finas los producen muy débiles en donde se incrementa el encogimiento y disminuye la resistencia mecánica al impacto, carga y compresión. Especialmente los morteros de cal con alto contenido de aire requieren gran cantidad de arena, aun cuando se usen agregados poco tamizados, pero incluso éstos proveen de maniobrabilidad adecuada (Shupac 2000d: 932). Sin embargo, los gránulos más grandes (de más de 300 micras) normalmente actúan como aditivos de captación de aire más porosos y que ayudan al proceso de carbonatación de la cal y mejoran la resistencia al congelamiento y a la cristalización de sales (Teutonico et al. 1993: 42). Cuando se utilizan agregados deficientes en partículas suficientemente finas se produce un comportamiento anormal del mortero, ya que el material cementante actúa como carga fina en vez de conglomerante (Harrison 1986). El exceso de arenas finas, sin embargo, no afecta la maniobrabilidad, lo cual es muy engañoso al preparar la mezcla, pero los efectos de este exceso serán notados una vez que el mortero fragüe, y éstos se traducirán en deficiencia en la resistencia física, y en algunos casos, en formación de grietas y fisuras.

Color El color del agregado puede elegirse para producir una mezcla que entone con el elemento arquitectónico a tratar. Algunos minerales pueden ser candi­ datos excelentes para dotar de color a la mezcla. El color del agregado depen­ de de los minerales que lo forman, por ejemplo, los minerales de hierro son más oscuros o rojizos.

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Sin embargo, algunos minerales pueden ser nocivos en la mezcla con el cementante ya que pueden reaccionar entre sí; por ejemplo, pueden facilitar la formación de yeso (sulfato dihidratado de calcio, CaSO4.2H20) cuando el mor­ tero se somete a fuertes condiciones de intemperismo (Shupac 2000a: 171).

Pureza La pureza del agregado es importante para evitar reacciones inesperadas al mezclar con el cementante. Normalmente los agregados se usan puros, es de­ cir, no se mezclan diferentes tipos (en este caso se refiere a la composición mineral de los mismos, no a la diferente granulometría, color o textura) pro­ venientes de diversas rocas o minerales con la intención de no adulterarlos. En conservación se suelen utilizar tipos genéricos de agregados que están compuestos de los mismos minerales ya que esto asegura su comportamiento y su reacción con el conglomerante. La pureza también se refiere a que los agregados deben estar limpios, es decir, libres de contaminantes o partículas que pueden reaccionar con el cementante o ante condiciones de intempe­ rismo extremas. La forma de asegurar la completa limpieza del agregado es realizando lavados con agua potable y su cribado para eliminar partículas o materiales ajenos a los derivados de rocas (materia orgánica y tierra). Cuando el caso lo permita y lo amerite, es importante determinar cuali­ tativa y cuantitativamente los materiales constitutivos de los agregados utili­ zados en las mezclas con cal para tener una noción clara de los minerales que lo forman, así como de sus patrones y arreglos cristalinos.

Selección de un agregado de acuerdo con la función que cumple al mezclarse con un cementante El agregado debe seleccionarse de acuerdo con el tipo de mortero a prepa­ rar y su función. Los morteros más gruesos que se utilizan como argama­ sas para rellenar juntas, fracturas u oquedades grandes demandan agregados más gruesos y angulosos, mientras que los agregados más finos se utilizan para hacer mezclas de mortero más plásticas, maniobrables y finas que sir­ ven para revocar, ribetear, rellenar grietas, dar acabados o recubrir superficies para proteger originales con morteros muy finos y pulidos. Las mezclas con gránulos mayores son apropiadas para áreas de mucho impacto físico y me­ cánico, como pisos y muros exteriores, así como recubrimientos de sacrificio donde hay gran tránsito o exposición al sol y a la lluvia directa. Las mezclas de gránulos más finos rellenan mejor pequeñas grietas y oquedades y contri­ buyen al pegado de elementos desprendidos, ya que el amarre de estos mor­ teros es mejor en áreas que requieren de gran sujeción entre ellas pero que

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normalmente se encuentran protegidas o libres de impacto físico o mecánico continuo. La selección del agregado siempre debe tener en cuenta el color, ya que este elemento permitirá que la mezcla se integre cromáticamente de manera adecuada con el original y no haya necesidad de utilizar uno adicional para este fin. En algunas ocasiones el agregado puede ser escaso o difícil de conseguir. En esos casos se han utilizado materiales reciclados, como el polvo de ladri­ llo molido o el estuco molido; aunque es posible que éstos funcionen apro­ piadamente, su pureza es cuestionable. A pesar de ser materiales fraguados o cocidos, siempre existe la posibilidad de que se encuentren contaminados si se localizan en el relleno arqueológico o como parte de los derrumbes o colapsos arquitectónicos. Adicionalmente, los materiales cocidos (como la cerámica) pueden actuar como puzolánicos, es decir, que reaccionan con la cal para acelerar su fraguado y crear un mortero hidráulico de mayor resistencia, aunque esto no sucede cuando se agrega por ejemplo el estuco fraguado, en cuyo caso actúa como material de reciclado y relleno. Es mejor asegurarse de contar con un agregado libre de impurezas, lavado y secado al sol, así como de origen conocido, que reutilizar aquellos que pueden ya estar en un proceso de fatiga avanzado, es decir, que presentan propiedades mecánicas disminuidas o agotadas y que más bien se han convertido en materiales de relleno para ser reciclados en los morteros, pero su uso no asegura que la mezcla alcance mejores propiedades. Para determinar cuáles agregados son mejores y más apropiados para de­ terminadas funciones es necesario realizar pruebas de la siguiente manera: Seleccionar una gama variada de agregados según su granulometría y re­ gistrar cómo se obtienen a través del cribado. Clasificarlos por el tamaño de grano, color y textura. Realizar diferentes mezclas que incluyan al menos dos tamaños de granos y después realizar variantes de granos para asegurar que se logren varias mez­ clas homogéneas de diferentes texturas. Elegir los agregados y clasificarlos por su color para hacer pruebas de mezcla con la cal y determinar la gama de tonalidad y su empate con el tono de las superficies o elementos a tratar. Determinar y probar varias proporciones entre los agregados seleccio­ nados y la cal para verificar diferentes calidades de mortero, desde las más compactas y duras, las intermedias contra las más suaves y porosas, así como las más claras contra las más oscuras. Recordar que siempre la proporción que se utiliza expresa primero el volumen (o peso) del agregado contra el volumen (o peso) del conglomerante, por ejemplo, 2:1 indica dos volúmenes de agregado y uno de cal.

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Determinar la cantidad de agua que se utiliza para realizar la mezcla ho­ mogénea entre los agregados y el cementante y cuantificarla en función de sus volúmenes.

Efectividad de un agregado en la mezcla con el cementante y el agua La efectividad de un agregado depende de varios factores, pero principalmen­ te de su elección y tratamiento en conjunto con el cementante y el agua con que se mezclan ambos. Los agregados tienen cualidades y propiedades espe­ cíficas que deben conocerse para poder usarlos lo mejor posible de acuerdo con los objetivos deseados. Existen dos medios para determinar la efectividad de los agregados a uti­ lizar: a) explorar el conocimiento de los habitantes locales del lugar donde se realizan los trabajos de conservación para determinar cuáles se seleccionan y cómo se utilizan: los lugareños cuentan con un conocimiento empírico de los materiales de construcción basado en la intuición y en su cultura local con re­ miniscencias de conocimientos heredados y transmitidos por generaciones; ésta debe ser la primera aproximación a los recursos que la naturaleza ofrece en la localidad donde se trabaja. Los locales conocen, distinguen y eligen los mejores agregados según las necesidades para la preparación de mezclas de mortero eficientes. Y b) realizar pruebas experimentales con los agregados que se consiguen localmente y su clasificación de acuerdo con diferentes tex­ turas, colores y granulometría para verificar su eficiencia en mezclas con cal: mientras más mezclas se realicen, más variadas las pastas y mezclas a obtener. Es necesario aplicar estas pastas sobre superficies de piedra, madera o sustrato similar al área donde se aplicarán para verificar su dureza, color y resisten­ cia una vez que secan, así como probar su maniobrabilidad; estos catálogos pueden constituir parte del inventario de materiales de consulta para futuras generaciones o experiencias de trabajo. Adicionalmente puede asentarse la in­ formación en una tabla del siguiente tipo (tabla 3), que guíe en la formulación de nuevas pastas o las mismas en diferentes ocasiones. La valoración es sub­ jetiva, pero puede incluir una evaluación cualitativa (bueno, regular y malo) y otra cuantitativa que utiliza valores numéricos del 1 al 5, siendo 5 la mayor eficiencia y 1 la menor (figura 6).

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Figura 6. Preparación de pastas con diferentes agregados. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural, inah).

Tabla 3. Efectividad comparativa de mezcla agregado: cementante.

Característica

Compacta- Adhesión Cohesión en bilidad al sustrato sí misma

Proporción

Maniobrabilidad

Color

Proporción 1 Arena intermedia en mayor proporción que arena fina

4:1

2

2

3

3

Gris oscuro

Proporción 2 Arena fina en mayor proporción que arena media

3:1

4

4

4

4

Gris medio

Proporción 3 Arena fina e intermedia en partes iguales

2:1

5

4

2

1

Gris claro

Descripción de la mezcla: arena fina, arena intermedia, cal y agua

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Tipos de agregados utilizados en la zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán A continuación se muestran unos ejemplos de los agregados que se utilizan en la zona arqueológica de Ek’ Balam desde que se obtienen de las minas de sascab cercanas. El sascab es detritus, brecha, o piedra caliza deleznable con alto contenido de carbonato de calcio, materiales tríticos como cuarzo y arcillas, que fueron utilizado por los antiguos mayas en la construcción de la arquitectura y en los elementos decorativos como relieves de estuco, recubri­ mientos de pisos y muros, y pintura mural. Los diversos tipos de sascab de diferentes colores se obtienen directamen­ te de la sascabera, que es una depresión a nivel del subsuelo, utilizando fuerza humana. El sascab es un material suave y compacto que se desprende de las lajas de caliza con la fuerza de una pala. Una vez recolectado, se lava a mano con agua potable y se deja secar al sol; una vez seco se tritura manualmente. En la zona arqueológica de Ek’ Balam se muele en metate, ya que es una forma eficaz y familiar para los trabajadores locales que además permite calcular a ojo el gránulo deseado y obtener diferentes granulometrías. Adicionalmente, una vez molido, el sascab se tamiza utilizando diferentes grosores de malla y de éstos se obtienen diferentes granulometrías y calidades de textura que sirven para preparar las múltiples pastas de mortero y argamasas que se usan para la conservación de elementos decorativos de la arquitectura del sitio.

Figura 7. Lavado de sascab por colores. Separación y secado al sol. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (cncpc, inah).

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Más abajo se muestran las diferentes granulometrías y texturas de sascab de color café oscuro. Las mezclas de los más finos con los intermedios y los gruesos sirven para diferentes propósitos. Resanes y reintegraciones estruc­ turales pequeñas requieren normalmente una mezcla de sascab de primera (muy fino) con cal, mientras que las mezclas intermedias y rugosas sirven para recubrimientos y resanes de oquedades o tratamientos de gran volumen. La mezcla de diferentes gránulos asegura un buen amarre, mayor maniobra­ bilidad y mejor resistencia mecánica en las pastas de argamasa y mortero (figuras 7, 8, 9, 10 y 11).

Figura 8. Molido a mano en metate, y cribado a través de mallas de diferente calibre. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (cncpc, inah).

Figura 9. Sascab café claro sin moler y sin cribar. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (cncpc, inah).

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a)

b)

Figura 10. a) Sascab café oscuro de primera; b) sascab café oscuro de segunda; c) mezcla de sascab café oscuro de primera con segunda. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (cncpc, inah).

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c)

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a)

b)

c)

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Figura 11. a) Sascab café oscuro de tercera; b) sascab café oscuro de cuarta; c) polvo de piedra de cuarta. Fotografía del Archivo del Proyecto de Conservación Integral de la Zona Arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán (cncpc, inah).

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Conclusiones El conocimiento de las propiedades de los agregados en la preparación de los morteros de cal es esencial para asegurar que se obtengan las mejores propiedades de acuerdo con el uso al que se destinan. El conjunto de caracte­ rísticas que hay que tomar en cuenta permite elegir con mayor precisión las cualidades que facilitarán alcanzar propiedades concretas de los morteros de cal. El tratamiento previo y el estudio minucioso de sus cualidades por sepa­ rado permite al conservador de bienes arqueológicos determinar su compor­ tamiento en mezcla con el cementante. Es recomendable que se clasifiquen de acuerdo con sus cualidades macroscópicas y con su desempeño en la mezcla con los cementantes, de modo que sea claro determinar su efectividad para diversos usos. Los estándares de la construcción resultan útiles en la clasifi­ cación de las propiedades por separado y en conjunto en las mezclas con el cementante para formar morteros o argamasas.

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Principios generales para la elaboración de argamasas Isabel Villaseñor * y Renata Schneider ** * Escuela de Conservación y Restauración de Occidente (ecro) ** Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah

Este artículo tiene como finalidad establecer ciertos principios generales para la elaboración de morteros y argamasas. Con este escrito no pretendemos dar recetas, sino, por el contrario, sentar bases para la comprensión de las propie­ dades de las argamasas a base de cal, así como mostrar las principales variables a tomar cuenta para contar con materiales adecuados para proyectos arqueo­ lógicos y de conservación. Esto tiene especial relevancia en México, donde, a diferencia de Europa y Estados Unidos, no existen argamasas comerciales estandarizadas para fines de conservación, por lo que es necesario contar con un conocimiento básico para su preparación, lo cual, por otro lado, también tiene varias ventajas.

Las variables involucradas y las propiedades buscadas en la manufactura de argamasas Las principales variables que entran en juego para la elaboración de argamasas son: 1) características de la cal, 2) composición, tamaño y forma de los agre­ gados, 3) proporciones de cal con respecto a agregados, 4) presencia y carac­ terísticas de otros aditivos, y 5) manufactura de las argamasas y su aplicación (triturado de agregados, pudrición de la cal, batido de las mezclas, grosores de capa, compactación, pulido, etcétera). A continuación describimos brevemen­ te cada una de estas variables, y remitimos al lector a los demás artículos de este libro que profundizan en mayor medida en estos puntos. Sin embargo, antes es importante mencionar que, en el ámbito de la con­ servación, no hay una argamasa ideal, dado que la formulación de mezclas entre cementantes (en este caso la cal) y agregados depende de las caracte­

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rísticas buscadas en la intervención, por ejemplo, la dureza, la resistencia a la compresión, la velocidad de fraguado, la permeabilidad al agua y al vapor de agua, así como la resistencia a las sales solubles y a los ciclos de congelación. Antes de pensar en cualquier formulación de argamasa, es necesario es­ tudiar las propiedades específicas que se desea que tenga el material una vez fraguado. En el caso de la conservación arqueológica, este aspecto es espe­ cialmente importante y debe tenerse gran claridad en cuanto a las funciones específicas que desempeñará la argamasa, pues podrían obtenerse resultados contraproducentes para los materiales constitutivos de los bienes arqueológi­ cos que se intenta estabilizar o consolidar. Una argamasa puede desempeñar una gran variedad de funciones en una estructura arquitectónica y en sus posibles intervenciones de conservación o rehabilitación posteriores: puede ser mortero de rejunteo, aplanado de paños, pisos o techos, relleno de oquedades, material de sacrificio, resane o incluso material para la reposición de faltantes, pisos y recubrimientos de cubiertas. En cuanto a las funciones específicas de las argamasas para conservación, como es el caso de resanes y reposición de faltantes y/o de juntas, de manera general deben tener porosidad, permeabilidad y resistencia a la compresión similares o ligeramente inferiores a las del material original. Empero, cada caso requiere de un ejercicio crítico para determinar las propiedades bus­ cadas en el material fraguado para poder proponer, así, una formulación específica. Los materiales de sacrificio también variarán de manera importante se­ gún el caso, ya que se esperan de ellos distintas funciones. De manera general, los materiales de sacrificio son manufacturados para que tengan propiedades mecánicas inferiores en comparación con las de los materiales originales, así como menor resistencia a los ciclos de sales solubles y de congelación. Estas propiedades son buscadas porque se intenta canalizar los agentes de deterioro a los de sacrificio y proteger así los originales. Sin embargo, existen muchos otros casos en donde se requiere que los de sacrificio tengan otras propieda­ des (véase Meehan y Alonso en este mismo volumen). En cuanto al recubrimiento de las cubiertas, normalmente se necesita que las argamasas formen una capa impermeable para evitar el ingreso al interior de los materiales constructivos y los espacios arquitectónicos. Pese a ello, en estos casos siempre es necesario, además, optar por técnicas de impermeabi­ lización de mantenimiento tradicionales, como es el caso de las películas al­ ternadas de alumbre y jabón que se aplican cada año sobre los aplanados de cubierta.

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Características de la cal La función que desempeña la cal en las argamasas es fundamental, ya que actúa como cementante o aglomerante. Es decir, la cal es la responsable de la cohesión del material fraguado resultante, y por tanto de la mayor parte de sus propiedades, entre ellas, y muy fundamentalmente, de su permeabilidad. Las principales características que determinan el comportamiento de una cal fraguada son: su composición química, el tamaño y la forma de los crista­ les de la cal fraguada y el tamaño y tipo de los poros de la argamasa resultante (véase Orea en este mismo volumen). De manera general, existen dos tipos de cales: las aéreas y aquéllas con propiedades hidráulicas. Las primeras se denominan así porque fraguan al secar y carbonatar, mientras que las segundas fraguan bajo el agua. Estas últi­ mas, a su vez, se clasifican en cales hidráulicas y cales puzolánicas.

Cales aéreas

CaCO3 + Δ → CaO + CO2

→

Las propiedades de la cal aérea se determinan por los distintos compuestos químicos que se forman en el llamado “ciclo de la cal”. Este ciclo comienza cuando las rocas calizas, las conchas, el mármol o los corales son sometidos a temperaturas altas, de entre 700 y 900 ºC. Al alcanzar estas temperaturas se llega al punto de calcinación o “disociación” en donde el carbonato de calcio (el principal constituyente de estos materiales calcáreos) se disocia en óxido de calcio y dióxido de carbono, dando lugar a lo que se conoce como “cal viva” (véase Orea en este mismo volumen). Carbonato de calcio + calor → óxido de calcio (cal viva) + dióxido de carbono

Así, tras la calcinación, el material calizo se convierte en cal viva, la cual es ávida de agua, por lo que nunca debe manejarse con la manos, aun con guantes, dado que produce quemaduras muy serias. La cal viva debe ser “apa­ gada”, lo cual se realiza mediante la incorporación de agua. En este punto es necesario tomar precauciones, ya que la cal reacciona exotérmicamente con el agua, reacción que puede llegar a ser muy violenta, especialmente si se trata de una cal muy pura (grasa) y recién calcinada. Como en el caso de cualquier material reactivo, éste debe agregarse al agua y no el agua a éste. A menos que contemos con la ayuda de un albañil experimentado que sepa “tirar el agua a la piedra” siempre debe vaciarse la cal en tambos u otros contenedores previamente llenos de agua.

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La reacción química que sucede al momento del apagado da como resul­ tado hidróxido de calcio, es decir, “cal apagada”: CaO + H2O → Ca(OH)2

Óxido de calcio (cal viva) + agua → hidróxido de calcio (cal apagada)

Mientras mayor sea el tiempo en que se deje “apagando” o “pudriendo” una cal, mejor serán las propiedades físicas que otorgará a las argamasas que se preparen con ella. Los trabajos analíticos han confirmado la tradición oral que sostenía que los cristales de la cal se vuelven cada vez más pequeños mientras mayor sea el tiempo en que ésta permanezca bajo el agua, con lo que se logra que los cristales laminares de hidróxido de calcio resbalen entre sí y la cal sea más plástica (Rodríguez et al. 1998). También se sabe que un buen apa­ gado resulta en una carbonatación más rápida y, por lo tanto, en un fraguado más eficiente. Las proporciones de cal apagada: cal viva deben encontrarse dentro de ciertos rangos, es decir, que la cal incorpore determinada cantidad de agua durante el apagado: La relación entre el volumen de cal apagada obtenido y el peso inicial de la cal viva se expresa en metros cúbicos por tonelada (m3/t). La mezcla de cal viva (CaO) con agua suficientemente abundante como para formar una masa pastosa y untuosa […] pierde, cuando se deposita en fosos, una parte del excedente de agua, se coagula y comienza a fisurarse. La relación se mide en ese momento, la cual debe ser superior a 2.5 para la cal grasa y no inferior a 1.5 para la cal magra. La cal grasa se deriva de las calizas más puras y se hidrata más fácilmente. Entre más pequeña sea la estructura cristalina, más untuosa y plástica será la cal apa­ gada y se mezclará mejor con los agregados (Mora et al. 2003: 94).

Si se produce cal con fines de conservación, se recomienda que se alma­ cene en depósitos no metálicos y que se mantenga cubierta de agua, lo que le asegurará una correcta hidratación y una mayor plasticidad. Esta cal se puede guardar durante varios años. Cuando se utilice para la preparación de argamasas es importante tomar la del fondo del depósito (es decir, la cal más densa), mientras que para lechadas se puede usar la de la zona media y superficial, y cuando se quiera obtener agua de cal podrá tomarse el líquido que cubre la cal, siempre y cuando después se reponga para que no se corra el riesgo de carbonatación superficial de material contenido en el depósito. Para formar argamasas, la cal apagada se mezcla con agregados (véase infra: Composición, tamaño y forma de los agregados, y Alonso en este mismo volumen), lo cual es un proceso fundamental, ya que del batido depende la ho­ mogeneidad de las mezclas. Las pastas que se obtienen mediante la mezcla de

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Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

→

la cal con los agregados se aplican sobre las superficies arquitectónicas como recubrimientos, morteros de rejunteo, resanes, etcétera. Una vez que se aplican las argamasas sobre las superficies arquitectóni­ cas, éstas comienzan a fraguar, lo cual sucede debido a la reacción química entre el hidróxido de calcio (cal apagada) y el dióxido de carbono ambiental, para lo cual también es necesario que se produzca un secado: Hidróxido de calcio + dióxido de carbono → carbonato de calcio . (material endurecido) + agua

Como se puede observar, esta última reacción da como resultado carbo­ nato de calcio (CaCO3), es decir, se forma un material químicamente idéntico a la materia prima que se empleó para la producción de cal (roca caliza, coral, mármol o conchas). Las cales aéreas se clasifican en cales de piedra, cales semihidratadas co­ merciales y cales químicas. Las primeras se denominan así porque la cal se obtiene de la calcinación de rocas calizas (cada banco con un mayor o me­ nor número de impurezas de magnesio, óxidos de hierro, minerales arcillosos, etcétera) que después se apagan con agua, formando una pasta blanca que posteriormente se mezcla con agregados inertes y quizá con algunos aditivos orgánicos para obtener distintas mezclas (para aditivos orgánicos véase García y Jáidar en este mismo volumen). En general se recomienda que si se va a com­ prar o usar cal en piedra, se analice, si es posible, la composición química de los yacimientos madre (o bancos) porque dicha composición tiene un impacto en las propiedades de las cales. En muchos casos encontraremos, por ejemplo, calizas dolomíticas –rocas con altos contenidos de magnesio (Mg)–, lo que hace que la cal tenga un comportamiento más difícil, especialmente respecto al apagado (Holmes y Wingate 1997; Fielden 2000), aunque una vez fraguadas, este tipo de cales tienen propiedades mecánicas superiores (Seeley 2000). Las cales hidratadas comerciales, también conocidas como “calhidras”, son cales que se venden como bultos de polvo y que posteriormente se mez­ clan con agua y con agregados para formar las pastas. Aunque hay cales de bulto de buena calidad, se corre el riesgo de que una parte del material ya haya carbonatado, ya que la fracción hidratada de la cal –en forma de Ca(OH)2– reacciona con el CO2 ambiental durante el almacenaje de la cal, producien­ do carbonato de calcio (CaCO3), todo lo cual le resta poder cementante a este tipo de cales. Por esta razón, es importante poner atención a la fecha de producción del bulto, ya que las cales de saco almacenadas durante mucho tiempo tienden a tener mucho material carbonatado, y por lo tanto un mal desempeño.

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Una prueba sencilla para verificar la calidad de la calhidra es mezclarla con agua y observar si se producen reacciones de algún tipo. Si la cal aún sir­ ve, habrá una reacción térmica alrededor de 15 minutos después de haberse agregado agua. Asimismo, el volumen de cal debe subir, lo cual sucede entre 12 y 16 horas después de mezclarse con el agua. La prueba debe hacerse con un par de muestras de diferentes costales del lote (figura 1). A continuación mostramos un pequeño diagrama de esta prueba:

Calhidra

Agregar H2O Marcar nivel inicial Calhidra

H 2O Nivel final Nivel inicial Calhidra

Figura 1. Prueba para verificar la calidad de las calhidras.

Además de las calhidras, existen las llamadas cales químicas, (también conocidas como cales industriales), las cuales se venden como óxido de calcio (CaO) o como hidróxido de calcio (Ca(OH)2). Éstas garantizan una mayor pureza, en cualquiera de las dos formas, misma que va desde el 90 % al 97 % (Grupo Calidra 2011). Una característica deseable en este tipo de cales es que, debido al tamaño pequeño de partícula, no es necesario mantenerlas bajo el agua por tan largos periodos de tiempo para lograr un buen apagado, ya que la hidratación al

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mezclarlas con el agua es mucho más eficiente, a diferencia de las cales comu­ nes descritas líneas arriba. De manera general, y como es evidente, es mucho más recomendable usar cales químicas que las hidratadas para construcción (calhidras), ya que las químicas tienen una mayor pureza y una menor proporción de material carbonatado. Comúnmente, la diferencia de precios entre ambas no es ex­ cesivo y existen varias comercializadoras que ya venden cales industriales al menudeo, al menos en las principales ciudades del país. Es importante mencionar aquí que, debido a que en México la calhidra y la cal química se venden usualmente en forma de polvo en sacos de 25 kg, los albañiles tienden a querer manipularlas como si se tratara de cemento, es decir, mezclando directamente la cal en polvo, los agregados y el agua. Debe recordarse que la cal química debe mantenerse en agua por lo me­ nos un par de semanas y que no debe agregarse más agua que la que con­ tenga naturalmente desde el “apagado” en la elaboración de las argamasas.

Cales con propiedades hidráulicas Las cales con propiedades hidráulicas son aquellas que fraguan bajo el agua, o dicho de otra forma, que una vez que se mezclan con agua no necesitan del aire para endurecer, ya que los compuestos responsables de su fraguado se forman precisamente al incorporar en su fórmula moléculas de agua. Gene­ ralmente éstas son más duras, más resistentes a la compresión y tienen mucho menor porosidad que las aéreas. Sin embargo, existen muchos otros factores, especialmente las técnicas de aplicación –como la compactación al momento de aplanar una superficie– que influyen también de manera importante en estas características, como se describe más adelante. Las cales con propiedades hidráulicas pueden ser las propiamente hidráu­ licas o las puzolánicas. Las cales hidráulicas se obtienen de rocas calizas con altos contenidos arcillosos y se conocen como “cales hidráulicas naturales”, o bien, mediante la incorporación intencional de arcillas durante la calcinación de la piedra caliza, dando lugar a “cales hidráulicas artificiales”. En las cales hidráulicas naturales y artificiales, el carbonato de calcio reacciona con los silicoaluminatos de las arcillas durante la calcinación, con lo que se forman silicatos y aluminatos de calcio. Posteriormente, cuando la cal se mezcla con el agua durante el apagado y el fraguado, se forman silicoa­ luminatos hidratados de calcio. Esta composición hace que, como ya se dijo, las cales hidráulicas fragüen bajo el agua y tengan, comúnmente, una baja porosidad y excelente resistencia a la compresión. Las cales puzolánicas se parecen en ciertos sentidos a las hidráulicas, pero debido a que requieren de la incorporación de agregados, se abordan más adelante.

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Composición, tamaño y forma de los agregados Los agregados, también conocidos como “cargas”, “inertes” (aunque no todos sean químicamente inertes) o “material de carga”, son los materiales de na­ turaleza inorgánica que se mezclan con la cal para obtener distintos tipos de argamasas. Las características de los agregados, incluyendo su composición química, forma, tamaño de partícula y distribución de tamaño,1 desempeñan un papel fundamental en el procesamiento de los materiales y su manufactu­ ra, así como en las propiedades mecánicas resultantes (para más detalle en el tema de los agregados, véase Alonso en este mismo volumen). La mayoría de los agregados –a excepción de las puzolanas– son inertes, es decir, no reaccionan químicamente con la cal. La mayoría también son de origen inorgánico, como las arenas, gravas y sedimentos de distintas mine­ ralogías, y normalmente se recolectan de las localidades cercanas al lugar de manufactura de las argamasas. La forma de los agregados es fundamental. Es bien sabido que los an­ gulares otorgan mejores resultados a las argamasas que aquellos con bordes redondeados, ya que los primeros proporcionan una mejor resistencia a la compresión y un mayor anclaje mecánico (Lanas et al. 2004) (figuras 2 y 3).

Figura 2. Forma de los agregados. Izquierda. Agregados de bordes angulares: alta resistencia a la compresión y buen anclaje mecánico. Derecha. Agregados de bordes redondeados: baja resistencia a la compresión.

De igual manera, es deseable tener una amplia variedad de tamaños de particula, es decir, incorporar agregados grandes y pequeños. Debido a que los agregados pequeños ocupan los espacios intersticiales entre los agregados grandes, la variedad en el tamaño promueve la plasticidad en la pasta, una buena resistencia mecánica y una menor porosidad (Pavía y Toomey 2008) (figura 3).   Por distribución del tamaño se entiende la proporción de cada uno de los tamaños de partículas de los agregados (arcillas, limos, arenas y gravas). La figura 3, por ejemplo, ilustra una argamasa con una amplia distribución de tamaño de partículas, es decir, con agregados de distintos tamaños. 1

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Figura 3. Argamasa ideal: amplia distribución del tamaño de los agregados.

El uso de agregados reactivos (puzolanas) Además de agregados inertes, se pueden usar agregados reactivos, conocidos también como puzolanas, y obtener así cales puzolánicas. Cuando se mezclan las puzolanas con la cal apagada, se produce una reacción química entre el hidróxido de calcio y la sílice y alúmina reactivos para formar silicoalumina­ tos de calcio hidratados. Esta reacción hace que las cales puzolánicas sean, de manera general, más duras, menos porosas y más resistentes a la compresión en comparación con las cales aéreas. Se dice que el uso de las cales puzolánicas se remonta a la antigua Grecia, donde fueron utilizadas desde 1500 aC, para después ser retomadas por el im­ perio romano tanto en su periodo clásico como en la época bizantina (Velosa y Veiga 2005). En cuanto a la tecnología prehispánica, los análisis de estucos de Calakmul y Lamanai, en las tierras bajas mayas, muestran fragmentos de vidrio volcánico, reacciones de puzolanicidad y cristales aciculares, todo lo cual sugiere una intencionalidad por parte de los mayas para fabricar cales pu­ zolánicas (Villaseñor y Graham 2010). De igual forma, los estudios de estucos de Teotihuacan llevados a cabo por Magaloni (1995) muestran claramente la presencia de vidrio volcánico (aunque ella lo identifica como cuarzo), lo que sugiere que existía un conocimiento de las reacciones puzolánicas en varias regiones de Mesoamérica. Existe mucha investigación acerca de la reactividad de los distintos agrega­ dos puzolánicos, y se ha visto que es un fenómeno complejo, ya que la argama­ sa resultante depende de la composición química de la cal y de los agregados puzolánicos empleados, así como del tamaño de partícula de estos últimos y del grado de “batido” de las mezclas. Algunos de los agregados puzolánicos tradicionales son la ceniza volcánica, la piedra pómez, el polvo de tabique y las cáscaras de arroz. Actualmente también se emplean algunos productos deriva­ dos de la industria, como la microsílice. El proyecto Smeaton (Teutonico et al. 1993) estudió el polvo de ladrillo y comprobó que éste contribuye a la dureza y resistencia a la compresión de

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las pastas, logrando una reacción puzolánica. Empero, el ladrillo debe haber sido cocido a bajas temperaturas (menores a 900 ºC) y sus partículas deben ser menores a 75 micras (0.075 mm), ya que de lo contrario no produce una buena reacción puzolánica con la cal. Cabe mencionar que no es conveniente mezclar cal con cemento para buscar un fraguado hidráulico y/o un incremento en la dureza y la resistencia a la compresión de la argamasa. Contrario a lo que puede parecer, se ha com­ probado experimentalmente que la incorporación de pequeñas cantidades de cemento (en proporciones menores a 1:3:12 cemento:cal:agregados, res­ pectivamente), ya sea cemento blanco o cemento portland, contribuye a una disminución de la dureza y de las propiedades mecánicas de la argamasa e implica una menor resistencia a las sales y a los ciclos de congelación de la misma (Teutonico et al. 1993: 44). Es importante decir que comúnmente los albañiles del país, a menos que tengan conocimientos tradicionales en el manejo de la cal, intentan agregarle cemento a toda mezcla de cal, ya que desconfían de ella. Esto se debe a la pau­ latina suplantación, desde mediados del siglo pasado, de ésta por el cemento portland y a la mayor facilidad de trabajo que representa la preparación de este último frente a la de la cal. Asimismo, la poca credibilidad de la cal como material constructivo se debe también al uso común de calhidras de bulto ya viejas, como se mencionó anteriormente, mismas que han perdido propieda­ des cementantes y son por lo tanto muy permeables y suaves.

Proporciones de cal respecto a agregados En cuanto a las proporciones de los agregados con respecto al cementante o aglomerante, es común que se usen proporciones 3:1 o 2:1, es decir, 2 o 3 volúmenes de agregados por cada volumen de cal para los morteros de re­ junteo o para ciertos resanes (figura 4). Sin embargo, esto varía de manera considerable, lo que depende principalmente del tamaño de los agregados, de la plasticidad de la cal, del contenido de agua en la cal y de las propiedades buscadas en el material una vez fraguado, siendo que también son muy co­ múnes las argamasas 1:1. De manera general, se puede decir que a menor tamaño de agregados se requiere una mayor proporción de cal, debido a que existe una mayor área su­ perficial, misma que deberá ser cubierta por la cal. Lo que es importante decir aquí, en dado caso, es que la proporción de cal nunca deberá ser mayor a la de los agregados, a menos de que se trate de lechadas de inyección con carga o pinturas a la cal. Para poder determinar de manera adecuada la proporción entre la cal y los agregados deben evaluarse las propiedades que se logran con las distintas

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Figura 4. Arriba: Argamasa 2:1 (2 partes de agregados y 1 de cal). Abajo: Argamasa 3:1 (3 partes de agregados y 1 de cal).

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combinaciones de volúmenes. En ese sentido recomendamos hacer probetas en campo del modo en que se explicará más adelante. Estas probetas pueden ser fabricadas de manera sencilla sobre tabiques, piedras, u otras superficies arquitectónicas. La selección de los agregados también determina en gran medida el co­ lor de las argamasas. Para lograr ciertos colores también se pueden emplear pigmentos minerales, que se venden comercialmente como “pinturas para cemento”, siempre y cuando no se usen en una proporción mayor al 5-7 % del volumen total de la argamasa obtenida previamente con cal y agrega­ dos de partícula mayor (arenas, gravilla, etcétera.). Sin embargo, y como ya se dijo, para determinar el color del material fraguado es importante hacer probetas, ya que cuando las argamasas fraguan, su color aclara siempre de manera importante. Otro aspecto importante es la porosidad de los agregados, ya que esto puede resultar en diferencias importantes en el peso y propiedades mecáni­ cas de las argamasas. Un buen ejemplo es el tezontle, que siendo un material altamente poroso, confiere a las mezclas una gran ligereza, lo que ha sido aprovechado en la construcción tradicional en el centro de México. Cuando las argamasas sean usadas para fines de conservación, todos los agregados deben lavarse primero con agua limpia para remover las posibles impurezas (y muy probablemente las sales solubles) presentes en el yacimien­ to de donde provienen. Después del lavado en cubetas o tambos, debe ver­ terse el agua y extender las cargas sobre un plástico bajo el sol. Los agregados deben mezclarse con la cal una vez secos. Finalmente, es importante mencionar que las argamasas pueden hacerse con diferentes mezclas de agregados, obteniendo lo que se llama “argamasas bastardas” (o morteros “bastardos”, en el caso del material para juntas). Por

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ejemplo, podríamos querer obtener una argamasa ligera para resane, pero cuyo color fuera grisáceo de modo que se integrara bien a los sillares origi­ nales de una estructura dada: para ello podríamos usar una mezcla 2:1, pero donde una parte de las cargas fuera tezontle y la otra arena de mina lavada. Estas combinaciones pueden hacerse libremente hasta que, según la probeta resultante, se obtenga el mejor material para el caso particular del que se trate (figura 5).

Figura 5. Argamasa bastarda 2:1 (1 parte de tezontle, 1 de arena de mina y 1 de cal).

Presencia y características de otros aditivos Además de los agregados, cuya presencia es necesaria para la elaboración de argamasas, existe una variedad de materiales que pueden ser incorporados de manera adicional para lograr propiedades específicas en las argamasas. En el caso de México, los aditivos más comúnmente usados son el mucí­ lago de nopal en el Altiplano central (véase Cruz en este mismo volumen), así como la miel y las sustancias extraídas de las cortezas de árboles en el sureste de México (véase García y Jáidar en este mismo volumen). Gracias a las fuen­ tes etnohistóricas, especialmente a los relatos de fray Diego de Landa en la zona maya, se sabe que el uso de estos extractos se remonta a tiempos prehis­ pánicos. Estas tradiciones han sido conservadas a lo largo de los siglos, aun a pesar de la introducción de nuevas tecnologías y de productos comerciales. De manera general, se puede afirmar que los aditivos orgánicos propor­ cionan una mayor plasticidad a las mezclas, lo que mejora su facilidad en el trabajo y también en el resultado final. De igual forma, se sabe que disminu­ yen la permeabilidad de las argamasas y en muchos casos aumentan la du­ reza, aunque aún quedan muchas interrogantes por resolver en este sentido. Además de los aditivos orgánicos, se han empleado fibras –ya sea de origen animal o vegetal– para aumentar la resistencia y flexibilidad de los materiales. En nuestro país su uso no es tan extendido, aunque Torres et al. (2005) mencionan que los pisos de la Ciudadela de Teotihuacan fueron elaborados con fibras de algodón. Empero, los materiales fibrosos se han em­ pleado de manera sistemática en otras áreas geográficas, como en el caso del

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Reino Unido, donde se usó el pelo de caballo para las argamasas más gruesas e incluso actualmente se vende para estos mismos fines.

Manufactura de las argamasas y su aplicación Además de la selección de materias primas y de las proporciones en que éstas se mezclan, las técnicas de trabajo y aplicación de las argamasas son funda­ mentales para obtener buenos resultados. Un aspecto central es el batido, es decir, el grado en que son mezclados los distintos componentes de la argamasa. Un buen batido resulta en la co­ rrecta distribución de todos los componentes y además favorece la homo­ geneización de las pastas. De igual forma, un buen batido también ayuda a eliminar los nódulos de cal y los cúmulos de agregados, haciendo que la cal desempeñe de manera adecuada su función como cementante. Asimismo, cuando los agregados están bien mezclados y se evitan cúmu­ los o grumos, los agregados se rodean de cal en toda su superficie, por lo que la mezcla se comporta de mejor manera. Cuando se usan aditivos orgánicos o fibras vegetales o animales, el batido es también fundamental, pues asegura que estos componentes se distribuyan de manera homogénea y que la arga­ masa tenga las mismas propiedades mecánicas en todos sus puntos.

Aplicación de las argamasas La aplicación de las argamasas sobre las superficies arquitectónicas requiere de ciertos procedimientos sin los cuales los materiales no se adhieren de ma­ nera adecuada al sustrato. Antes de comenzar a aplicar las mezclas sobre los muros o superficies es necesario que éstos tengan cierta textura, ya que de lo contrario no se logra anclaje mecánico entre la superficie y la argamasa, con lo que se obtiene un material más susceptible al desprendimiento. Uno de los cuidados que también se requiere es que el muro o la superficie arquitectónica sobre la cual se aplica la argamasa esté mojada, ya que de lo contrario la estructura porosa de la superficie succionará el agua contenida en las argamasas por medio de acción capilar. Si esto sucede, la pasta pierde agua rápidamente, lo que provoca que los cristales de carbonato de calcio no se formen de manera adecuada. La pérdida veloz de agua también genera grietas de encogimiento, lo que merma las propiedades mecánicas del material una vez fraguado. Otro cuidado que se debe de tener es que el grosor de las capas sea el adecuado. Si las capas de argamasa son demasiado gruesas, es altamente pro­ bable que las capas inferiores no puedan incorporar CO2 y por tanto no se

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obtenga un fraguado correcto, lo que da lugar a pastas secas muy friables, frágiles y sin poder cementante alguno. Si es necesario llevar a cabo un resane o aplanado de cierto grosor, el material se debe aplicar en capas sucesivas. Cada capa se aplica una vez que la anterior ha fraguado, y se busca que la superficie siempre tenga cierta textura y rugosidad para que la capa siguiente tenga un buen anclaje. No debemos olvidar, como ya se dijo, mojar la superficie inmediatamente antes de aplicar la pasta. En el caso de los aplanados o revoques, por lo general, las capas son progresivamente más delgadas y con tamaños de agregados menores. Es de­ cir, la primera capa será más gruesa y tendrá un tamaño de agregados mayor en comparación con las capas sucesivas (figura 6).

d

a

b

c

Figura 6. a) Muro de mampostería con mortero de rejunteo, b) aplicación de primer aplanado (aplanado grueso), c) aplicación de segundo aplanado (aplanado más fino), d) detalle de aplanado grueso (con cargas grandes) y aplanado fino (con cargas más pequeñas).

Esto permite una mejor trasmisión de los esfuerzos físicos en las zonas con anclaje directo en el soporte arquitectónico (sillares, adobes, ladrillos, etcétera) mismas que se adelgazan hasta el revoque más fino. Una vez aplicados los aplanados, es importante asperjarles cierta canti­ dad de agua para hacer que el secado sea lento y se formen menos craquela­ duras y fisuras. Los revoques, pañetes o aplanados de preferencia deben ser aplicados mediante la técnica conocida como “muñequeo” o “zarpeo”, que consiste en aventar la pasta con fuerza y a cierta distancia del muro, misma que pro­ porciona un mayor anclaje mecánico de la pasta con los poros del soporte arquitectónico.

La relevancia del conocimiento empírico Sin embargo, estos principios son sólo “principios”. La otra parte de esta his­ toria es la sensibilidad conferida por la experiencia. El conocimiento es rele­ vante debido a las innumerables variables que entran en juego en el momento

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Tabla 1. Elaboración de probetas: Diseño de seis argamasas estandarizadas.

de la manufactura y aplicación de las argamasas, ya que, a pesar de que en este y otros capítulos se esbozan líneas generales de trabajo con cal, siempre existen variantes no contempladas que hacen que el resultado ideal para cada caso sólo se logre cuando la persona detrás de la preparación del material sabe solucionar el problema que se intenta resolver Un aspecto sencillo para la evaluación de las distintas mezclas es, como se mencionó anteriormente, la fabricación de probetas en campo. Estas pruebas sencillas consisten en hacer distintas mezclas de pastas, utilizando las distintas variables que entran en juego. Las probetas deben dejarse secar a la sombra. En el caso de sitios húmedos, como es el sureste mexicano, debe esperarse al menos un día para evaluar los resultados. La tabla 1 ejemplifica seis tipos de argamasas estandarizadas, aunque normalmente se utilizan agregados locales o mezclas de éstos con materiales comprados en otros sitios, por lo que el di­ seño de las probetas se debe ajustar a la disponibilidad de materiales en cada caso o, como ya se dijo al inicio de este texto, a las particularidades que se busca obtener en una determinada intervención de conservación.

Cementante Cal de piedra (cal aérea)

Agregados

Cal química (cal aérea)

Arena de mina

Polvo de tabique (puzolana)

Piedra pómez Proporción cal: (puzolana) agregados

Argamasa 1

1

2

1/2

1/2

1:3

Argamasa 2

1

1

1

1

1:3

Argamasa 3

1

1

1/2

1/2

1:2

Argamasa 4

1

2

1/2

1/2

1:3

Argamasa 5

1

1

1

1

1:3

Argamasa 6

1

1

1/2

1/2

1:2

Durante y después del fraguado de las probetas se pueden hacer prue­ bas sencillas en campo para evaluar varios aspectos, tales como la velocidad de fraguado, color, dureza, cohesión y unión entre capas y con el sustrato. Si se desea, se pueden efectuar estudios más específicos, tales como pruebas de resis­tencia a la compresión (véase Torres en este mismo volumen).

Conclusiones La elaboración de pastas de cal requiere tener claridad sobre las propiedades que se buscan en los materiales una vez fraguados. Esto a su vez depende de las funciones específicas que desempeñan los materiales de cal en la arquitec­

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tura. Cuando las argamasas de cal son usadas para fines de conservación, se deben manejar con conocimiento de causa las propiedades de los materiales constructivos originales, así como los agentes de deterioro que inciden en los inmuebles y el papel específico que desempeñarán las argamasas una vez colocadas. Las principales variables que entran en juego son el tipo de cal, las carac­ terísticas y proporciones de los agregados, la presencia de aditivos orgánicos y las técnicas de trabajo y aplicación. En este último punto es importante en­ fatizar la relevancia de la sensibilidad y la experiencia, sobre todo la de los albañiles de cierta edad que sepan manejar la cal, lo que sin duda ayuda a resolver problemas que se presentan en campo. Vale la pena también enfatizar la relevancia de elaborar probetas en campo para evaluar de manera sencilla y accesible las propiedades de los materiales que se busca emplear en proyectos de conservación.

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Lime Association y el Building Lime Group, March 9-11, National Lime Association. Orlando: 1-8. Villaseñor, Isabel y Elizabeth Graham 2010 “The use of volcanic materials for the manufacture of pozzolanic plasters in the Maya lowlands: A preliminary report”, Journal of Archaeological Science, 37: 1339-1347.

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El uso de aditivos orgánicos en mezclas de morteros de cal en el área maya Claudia García Solís* y Yareli Jáidar Benavides * Centro inah Yucatan

Introducción Las variadas formas y colores que se generaron a partir del uso de la cal como medio plástico de representación en la arquitectura maya han incentivado una serie de preguntas sobre la tecnología utilizada. Un primer acercamien­ to ha sido el estudio de las técnicas a través de la identificación de materiales constitutivos y procesos, lo cual se ha ido afinando a partir del desarrollo de instrumental sofisticado y del rescate del manejo tradicional de la cal. La información obtenida a partir de las técnicas desarrolladas por los constructores mayas para la realización de acabados arquitectónicos, tales como la pintura mural y escultura arquitectónica, también se ha utilizado con fines de conservación en el área maya. La compatibilidad de estas técnicas tradicionales ha permitido generalizar el uso de la cal y sus derivados para la consolidación e integración de zonas perdidas de estos importantes vestigios. Aun así, la necesidad de encontrar procedimientos o materiales que permitan asegurar la durabilidad de los tratamientos ya conocidos ha impulsado la ex­ perimentación de mezclas de cal con aditivos de origen orgánico. Una acepción genérica de aditivo es la de “sustancia que se agrega a otras, en cantidades muy pequeñas, con el fin de proporcionarles cualidades de las que carecen o para mejorar las cualidades que poseen”. El uso de aditivos orgánicos para las mezclas de cal con fines de conservación pretende mejorar las propiedades de los morteros en función de las necesidades requeridas del tratamiento a aplicar, al modificar sus características originales, como dureza, tiempos de fraguado, adhesión al soporte, plasticidad, entre otras. Son diversos los aditivos orgánicos que los habitantes de las ciudades pre­ hispánicas mayas debieron utilizar; sin embargo, se reportan varias especies de árboles que tienen la cualidad de proveer sustancias glutinosas a partir de la maceración de sus cortezas y llegan a mezclarse con morteros de cal. Preci­

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samente en este capítulo se pretende profundizar sobre el uso de los aditivos orgánicos en morteros de cal. Como punto de partida se sintetiza la información publicada sobre la iden­ tificación de este tipo de aditivos a partir de fuentes históricas, recopilaciones etnográficas y estudios que, mediante el uso de una metodología científica, buscan corroborar su presencia en morteros prehispánicos y caracterizar las propiedades adquiridas en combinación con cal. La información recopilada se contrasta posteriormente con las experiencias del uso de estos aditivos para la conservación de los acabados arquitectónicos en el área maya, con lo cual se abre la discusión sobre sus aplicaciones en los tratamientos de conserva­ ción en correspondencia con su viabilidad, con las problemáticas de deterioro y con los principios deontológicos profesionales.

Antecedentes de identificación y experimentación El uso de aditivos orgánicos en las mezclas de cal tiene su origen en la época prehispánica. En el área maya dicha técnica siguió vigente hasta principios del siglo xx, pero con la introducción de cemento en la construcción, los usos tradicionales de la cal para la realización de acabados han ido desapareciendo. Las bases que permiten afirmar el uso de aditivos orgánicos en las mez­ clas de cal para la elaboración de los recubrimientos arquitectónicos de los edificios mayas se encuentran en fuentes coloniales y etnográficas, además de la identificación de componentes orgánicos en muestras de morteros prehis­ pánicos en diversos estudios. Son pocas las fuentes históricas que hacen mención al uso de este tipo de mezclas para la construcción. Vázquez de Ágredos (2010: 35) encuentra en un documento anónimo, Sobre el modo de cómo hacían sus pinturas los indígenas, fechado para 1548, la mención de que la cal utilizada en los soportes de la pintura mural era preparada con ciertos aditivos orgánicos, como también se mezclaba miel en las imprimaturas de cal para pintar los códices. De igual manera, fray Diego de Landa señala que se utilizaban aditivos para bruñir los encalados y hacerlos más resistentes, la cal se mezclaba con caldos obte­ nidos después de majar cortezas de ciertos árboles (Landa 1973: 129-130). La observación de Landa sobre el proceso de extracción de las sustancias orgánicas se confirma posteriormente con las anécdotas de albañiles mayas recopiladas durante el proyecto arqueológico de la Carnegie Institution of Washington en Chichén Itzá en la década de 1920. Se señala en la publica­ ción de este proyecto (Morris et al. 1931: 224) que los “antiguos maestros” preparaban la cal de manera diferente, dependiendo del uso que se les iba a dar a los acabados. Si los morteros de cal se utilizaban para recubrir techos

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eran humectados con un extracto obtenido de la corteza del árbol chukum, al mismo tiempo que se iban compactando y puliendo. Los albañiles también especificaron que para obtener la solución del chukum era necesario humectar las cortezas en agua por varios días, además de notar que los recubrimientos humectados con este extracto adquirían un color rojo encendido y un acabado pulido e impermeable al agua (Morris et al. 1931: 24). Años más tarde Littman (1960) fue el primer químico en interesarse por las propiedades de las mezclas de cal con aditivos orgánicos de los acabados arquitectónicos del área maya. Bajo la premisa de que estos aditivos otorgaban a las pastas de cal mayor dureza, mejor manejo y evitaban la aparición de fisuras durante el proceso de secado, realizó varias probetas de pastas de cal mezcla­ das con extractos naturales provenientes de las cortezas de los árboles chukum, chacaj, pucté y jabín para evaluar estas características a través de la medición de sus propiedades físicas. Los resultados le dieron la pauta para asegurar que se aprecian cambios en las propiedades físicas de los materiales como conse­ cuencia de la influencia de estos aditivos en el fraguado de la cal. Pasaron varias décadas para volver a retomar el interés por la identifica­ ción de aditivos orgánicos en los revestimientos de la arquitectura maya. Sin duda, un punto de partida fue el estudio de Magaloni (1994) sobre la técnica de manufactura de las pinturas del Templo Rojo de Cacaxtla, cuya metodo­ logía de identificación fue la base que incentivó varios trabajos similares. En especial, la identificación de aditivos orgánicos se hizo patente en varios sus­ tratos calcáreos de acabados arquitectónicos en el área maya, entre los cuales se encuentran las matrices de estuco de los relieves modelados de Palenque, Chiapas (Vázquez del Mercado y Villegas 1993), los relieves policromos y la pintura mural de Toniná, Chiapas, y más de cuarenta ejemplos de pintura mural del área maya (Magaloni 1998, 2001; Vázquez de Ágredos 2006, 2010). Vale la pena señalar que la identificación de los aditivos orgánicos en morteros prehispánicos no es sencilla; las señales que los identifican en los sustratos de cal son escasas, o bien, son cubiertas por señales más intensas de minerales mayoritarios, como la calcita. Aun así, bajo varias propuestas ana­ líticas en los estudios citados anteriormente, se sugiere la evidencia de su uso; bajo el Microscopio Electrónico de Barrido con la técnica de imágenes de electrones retrodispersados (MEB-EDS) resaltan por una diferencia de gra­ dación de luz y por un alza de carbono al realizar análisis elementales de estas secciones, con la Espectroscopía de Absorción de Rayos Infrarrojos mediante la Transformada de Fourier (FTIR) se determinan por la presencia de grupos funcionales característicos de los materiales orgánicos (polisacáridos) y en cromatografía de gases/espectroscopía de masas (CG/MS) se identifican con las señales de las cadenas de polisacáridos.

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A pesar de esta evidencia, pocos autores se han atrevido a profundizar en la identificación puntual de los aditivos utilizados en las mezclas de los morteros prehispánicos, salvo Magaloni (2001: 196) que sugiere que “los ma­ yas preparaban sus soportes de cal al mezclar las cales obtenidas localmente con una solución de agua de corteza (en maya yucateco agua de holol1)”. En la definición del Diccionario Maya Cordemex (Barrera 1980), se encuentran mencionadas varias de las especies de árboles de donde se podrían obtener gomas de las cortezas de los árboles: chakaj, jabín, jolol y pixoy, pero sólo de las dos últimas especies se especifica que se obtiene materia glutinosa. A raíz de esta información se experimentó con morteros de cal con ex­ tracto de chukum con el fin de mejorar las cualidades de los recubrimientos de sacrificio propuestos para la conservación de escultura arquitectónica en piedra (García y Valencia 1997). A partir de esta primera experiencia en el campo de la conservación, se sumaron muchas otras2 en años subsecuentes, donde fue recurrente la observación de que las pastas con extractos de cor­ tezas de árboles facilitaban su manejo por adquirir una mayor plasticidad y cierta adhesividad en los sustratos donde se aplicaban. Hasta después de diez años de esta experiencia colectiva en el uso de aditivos orgánicos en las mezclas de cal para la conservación, Jáidar (2006) evaluó las propiedades físico-mecánicas de estas combinaciones. La selección del chukum, chakaj, jolol y pixoy para la realización de las probetas de experi­ mentación respondió a la necesidad de tener un parámetro de comparación con las cualidades reportadas de su uso en conservación, además de que estos aditivos se mencionan con mayor frecuencia en la bibliografía. De manera paralela, tras su colaboración en las actividades de conser­ vación en Calakmul, investigadores de la Universidad de Florencia se inte­ resaron en profundizar sobre las características de los morteros con aditivos orgánicos. De este centro surgen tres investigaciones, las dos primeras se en­ focan en el estudio de las características físico-químicas de las mezclas de cal con chukum (Pizzorusso 2005) y chakaj (Santini 2005), mientras que la tercera pretende confirmar la hipótesis de que la cal con el uso de estos dos aditivos durante el proceso de apagado y fraguado adquiere rasgos nanoes­ tructurales (Lausser 2006). Como se puede observar en este apartado, existe un interés creciente en el estudio del uso de extractos naturales para los morteros de cal. A diferen­ 1   El término jolol también se define como “árbol cuya corteza es glutinosa” (Barrera 1980: 227), lo que podría considerarse como un término genérico de la propiedad de algunas especies de árboles de generar este tipo de extractos. 2  En los últimos años, estas mezclas se han generalizado para los tratamientos de conservación de elementos adosados a la arquitectura en varios sitios del área maya (Chicanná, Becán, Calakmul, Chichén Itzá, Ek’Balam, Balamkú, Río Bec), utilizando bá­ sicamente extracto del árbol del chukum, pixoy y chacaj por los resultados positivos que brindan a los morteros de cal.

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cia de los primeros estudios, donde se esperaba confirmar el manejo eficiente de la tecnología de la cal en la arquitectura prehispánica, en la actualidad se busca la aplicación de estos conocimientos principalmente en la práctica de la conservación.

Los aditivos orgánicos utilizados en los morteros de cal: características y cualidades El conocimiento actual del uso de los aditivos orgánicos en los morteros de cal ofrece una noción más objetiva de las características que brindan algunas especies a estas mezclas. Varias de las especies mencionadas en la bibliografía o de las recomendadas por albañiles mayas han sido estudiadas en relación con las características otorgadas a los morteros de cal, con lo cual se ha podi­ do corroborar que su uso influye en sus propiedades físico-químicas. En este apartado se pretende realizar una síntesis del conocimineto sobre las características de los morteros mezclados con extractos de origen orgáni­ co, con base en la información generada principalmente en los estudios en­ focados en el tema y en algunas experiencias en el campo de la conservación, por ello sólo se incluirán los aditivos orgánicos de cuatro especies de árboles: el chakaj, el chukum, pixoy y jolol (figura 1). Para hacer más accesible la información se resumirán las características de cada una estas especies en cuanto a su apariencia, el tipo de extractos que producen y los principales distintivos de las mezclas. También se incluirán las propiedades más características que estos aditivos orgánicos otorgan a las mezclas de mortero y su manejo. Cabe señalar que gran parte de estos datos se extraen de la información recopilada y de la experimentación realizada en el estudio de Jáidar (2006).

Chukum Por chukum se reconocen dos especies distintas, Agave ixtli y Pithecellombium albicans. Ambas son endémicas de la península de Yucatán pero sólo la segun­ da, también conocida como chukum blanco en Yucatán o huizache en Campe­ che, se identifica con la obtención del extracto rojizo de sus cortezas utilizado para curtir pieles (Martínez 1979) y para mezclarse con la cal (Standley 1977). El árbol llega a medir hasta 20 m de alto, y su tronco más o menos delga­ do con manchas de color blanco tiene espinas cortas. También se distingue por tener hojas pequeñas dispuestas en pares y generalmente se localiza en zonas de bajos en la región del Petén o sur de Campeche, mientras que en el

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a)

b)

c)

d)

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Figura 1. [Página anterior] Especies arbóreas de cuyas cortezas se obtienen extractos naturales: a) pixoy, b) chakaj, c) jolol y d) chukum.

Figura 2. Preparación de la mezcla del chukum con cal: a) obtención de la corteza chukum, b) proceso de maceración de las cortezas para la obtención del extracto, c) eliminación de restos vegetales de la solución del chukum, d) hidratación de cal química con extracto de chukum, e) apariencia de la mezcla de la cal con extracto de chukum, f) apariencia pasta de cal con extracto de chukum.

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norte de la península de Yucatán es común encontrarlo en los contextos de la selva media subcaducifolia (figura 1d). Para la obtención del aditivo del chukum es necesario cortar la corteza en tiras verticales paralelas (figura 2a). Las cortezas se extraen al realizar una incisión en el tronco para después poder desprenderlas. Cabe señalar que este proceso permite que se extraiga la corteza superficial, que llega a regenerarse después, sin dañar al núcleo del tronco. Una vez obtenidas las cortezas es necesario golpearlas para separar las fibras, puede ser con un palo o con un martillo de goma, con el fin de facilitar la extracción del aditivo durante el siguiente proceso que implica su inmer­ sión en agua. El tiempo de maceración no debe exceder más de día y medio porque en el caso del chukum comienza la putrefacción de las cortezas, de ahí el olor característico a podrido (figura 2b). Al principio el extracto obtenido tiene una textura jabonosa que pierde al adquirir un intenso color rosa/rojizo de apariencia turbia (figura 2c). Para lograr estas características en la solu­ ción, se requiere que una cuarta parte del volumen de una cubeta de veinte litros sea ocupado por las cortezas para después completar con agua. Se ha identificado que la coloración característica de las soluciones de los aditivos provenientes de las cortezas de los árboles deriva de la presencia de taninos, los cuales son compuestos vegetales que varían en composición entre las diferentes especies de plantas y/o partes de las mismas, aunque se conside­ ra que son glucósidos, además de compartir la característica común de tener

a)

b)

c)

d)

e)

f)

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por lo menos un grupo polifenólico en su estructura molecular (Goffer 2007: 334). En presencia de aire, por un proceso de oxidación obtienen una tona­ lidad que varía del amarillo al marrón-rojizo. En el caso del chukum, la colo­ ración rosa/rojiza de la solución se intensifica entre más tiempo se dejen las cortezas en maceración, ya que se completa la oxigenación de los taninos. Es importante señalar este aspecto para no tomar la intensidad del color de estas soluciones como parámetro confiable para medir su grado de saturación3. Aunque aún se desconoce la influencia de los taninos en los morteros, se sabe que estos materiales llegan a precipitar con sales metálicas, como el hierro, y con álcalis. El chukum, al mezclarse con la cal, brinda a la prepara­ ción un color rosáceo intenso que se hace menos evidente una vez que ha fraguado, pero aunque llega a disminuir, sí intensifica los tonos de las pastas derivados de la mezcla con agregados pétreos. En algunas experiencias en campo, se observa que el tono rosáceo del chukum de las pastas de cal tam­ bién disminuye al estar expuestas al sol. La consistencia de la cal hidratada con chukum es suave, además de otorgar gran plasticidad, lo que da la sensación de que también es adhesiva (figura 2f). También se tiene la percepción de que el uso de chukum retarda ligeramente el fraguado. Sin embargo, después de realizar estudios de calcimetría, Santini (2005: 32) observó que este aditivo actúa en la cinética de reacción, en el sentido de aumentar la velocidad con la que el mortero se endurece. Un punto de acuerdo sobre el uso de los aditivos orgánicos en las mezclas de cal es que se generan acabados menos permeables. Se observa que en las mezclas con chukum (tabla I) existe concordancia con los resultados obteni­ dos en cuanto a la relación inversa del incremento de dureza con la porosi­ dad, lo cual genera que estos morteros absorban menos cantidad de agua. Sin embargo, Santini (2005: 63) también nota que estas características no inhiben el intercambio de gases del medio ambiente.

Chakaj El chakaj o juk’up (Bursera simaruba) es una especie muy extendida en Mé­ xico, principalmente en áreas de humedad y calor, como las zonas costeras del sur del Pacífico y Atlántico, así como en toda la península de Yucatán, Tabasco y Oaxaca, por lo que se conoce con distintos nombres según la re­ gión: copalillo (Pue.), cohuite (Ver.), palo mulato (Ver., Oax., Chis.), choco­ huite (Chis.), chacajiota (Pue., Ver.), jiote o jiote colorado (Sin.), lonsha-la-ec (chontal, Oax.), suchicopal, yala-guito (zapoteco, Oax.), piocha (Tamps.), tzaca (lengua huasteca, S.L.P.), palo retinto o zongolica (Tab.).   Para tener un parámetro del porcentaje de aditivo orgánico que se puede obtener en el proceso de remojo, Santini (2005) midió en laboratorio que por 40 g de corteza de chukum en una solución de 50 cm3 obtuvo 9 g del extracto, es decir, una solución al 45 %. 3

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El chakaj llega a alcanzar una altura de 30 m, con una copa irregular y dispersa. Un rasgo distintivo de esta especie es la apariencia lustrosa de su tronco que varía de color rojo a verde y pardo con escamas transparentes pro­ venientes de su corteza, además de que su tronco llega a torcerse en la parte media-superior (figura 1b). Este árbol, al raspar su corteza, produce un exudado transparente, pega­ joso, aromático, con lo cual se puede producir una goma que se considera fue usada como incienso (Standley 1977: 385); asimismo, su madera es apreciada para la quema tradicional de la cal, como se muestra en el estudio de Schrei­ ner (2002). El método de la obtención del aditivo del chacaj es similar al descrito para el chukum, ya que es necesario cortar la corteza del árbol en tiras verticales paralelas, aunque también –como se observó en Calakmul– se puede obtener al incidir directamente en el tronco, lo que implicaría mayor tiempo de re­ colección. Después de treinta y seis horas de remojo sólo se obtiene un color transparente ligeramente rojizo y un olor dulce poco perceptible. Este aditivo, al mezclarse con la cal ya sea durante el apagado o al agre­ garse posteriormente a la cal hidratada, no confiere ningún tono específico, sólo matiza un poco el blanco de la cal y también brinda una consistencia suave y plástica pero en menor grado que el chukum. La mezcla, una vez que fragua, no altera el color de las pastas. Al igual que el chukum, una de las características de los morteros con chakaj es el incre­ mento de la plasticidad de las pastas así como su dureza, que en este caso resulta notoria (Pizzorruso 2005).

Pixoy El pixoy (Guazuma ulmifolia) es uno de los árboles más comunes de las zo­ nas tropicales americanas, distribuyéndose en casi toda la costa del Pacífico; en México, desde el estado de Sonora hasta Oaxaca y Chiapas, en Tabasco, la península de Yucatán y zonas del Golfo de México. Uno de los nombres más comunes en toda su distribución es el de guacima, guácimo, aunque por regiones también se le llama ajillá (guarijío, Son., Sin.), áquich (huaste­ co, S.L.P.), majagua de toro (Oax.), palote negro (Mich.), cumulote (del ná­ huatl cuauloltl, Gro., Oax., Chis.), k’olin kakaw (tzeltal, Chis.) y aquiche, pixoy (maya Yuc.), entre otros nombre más. El pixoy tiene una altura de hasta 20 m. El árbol, de corteza pardo grisá­ ceo y ligeramente fisurada (figura 1a), tiene un fruto de color café caracterís­ tico. Se desarrolla son zonas húmedas, por lo que es común encontrarlo a lo largo de riachuelos permanentes en regiones con aguas superficiales. El proceso de extracción es similar a los anteriores, sólo que en este caso se utiliza la corteza interna y se elimina la parte externa dura y leñosa. Al

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momento de poner la corteza en inmersión comienza a teñir el agua de color rojo, las fibras se hinchan y su parte interna se siente ligeramente babosa al tacto. Con veinticuatro horas de remojo, la solución adquiere un tono naranja rojizo intenso que se intensifica al prolongar el tiempo de inmersión. Como se mencionó con el chukum, la intensificación del tono de la solución quizás sea un efecto derivado de la oxidación de los taninos que contiene. También se observa que en la superficie se puede formar una nata o película traslúcida café rojiza que llega a ser áspera con un suave olor a madera. La cal en combinación con el pixoy se torna rojiza y obtiene una consis­ tencia igual de suave y plástica que con el chukum. De las características físi­ cas de la mezcla del pixoy resalta la reducción de absorción y permeabilidad al agua, aunado a que se obtuvo el mayor incremento de dureza (tabla 1), a pesar de que también se observa reducción de densidad y aumento de porosidad.

Jolol Como se mencionó antes (supra: Antecedentes de identificación y experi­ mentación), el jolol se incluyó en la lista de especies de cuyas cortezas posi­ blemente se obtenían extractos para las mezclas de cal prehispánica por la definición dada del término maya (Magaloni 2001). Sin embargo, además de que no existe registro etnográfico de su uso, actualmente los albañiles mayas no reconocen la utilidad de esta especie para la obtención de aditivos ni la identifican con facilidad. Jáidar (2006: 237-238) también se reconoce que las características del jolol identificadas por los trabajadores del proyecto de conservación de Ek’ Balam no coincidían del todo con las registradas en la bibliografía, concluyendo que quizás no se realizó una correcta selección. Aun así, las características evalua­ das de las pruebas realizadas se incluyen en este texto para que sirvan como punto de partida para futuras investigaciones interesadas en profundizar so­ bre este tipo de extracto. Al igual que el chukum, se encontraron varias especies con el nomina­ tivo de jolol –Hibiscus tiliaceus, Beliota campbelli sprague y Trichospermum mexicanum o Belotia mexicana–, siendo la última la que se utilizó para la ex­ perimentación del estudio de Jáidar (2006). Como jolol se conoce en la penín­ sula de Yucatán, pero el nombre cambia según la región en la que se localiza. Así, se le conoce como caupetate (Ver.), corcho colorado (Chis.), palencano (Chis.), yaco de cal, yaco de venado (costa de Oax.), capulín (Chis.), majagua, majagua capulina (Chis.), jonote capulín (Oax.), tejonote (norte de Pue., Ver.) y man ak’ (tzeltal, Chis.). El jolol o Belotia mexicana es un árbol de hasta 15 m de tronco recto con una corteza que va de color pardo a moreno (figura 1c). El proceso de extrac­ ción es parecido al descrito en los ejemplos anteriores, con la diferencia de

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Tabla 1. Valores de las propiedades evaluadas de los morteros de cal apagados con aditivos de pixoy, chukum, chakaj y jolol (Jáidar 2006).

que al tratarse de un árbol joven y pequeño, la corteza se obtuvo de sus ramas y no de su tronco. La separación de la corteza de la madera fue mucho más fácil en comparación con otras cortezas. Al contacto con el agua, la corteza empieza a soltar el extracto, dándole un tono verdoso. Éste es denso y traslúcido, forma hilos de baba en el agua. A las treinta y seis horas, el color se torna verde amarillento intenso y la solu­ ción se vuelve muy turbia, además de que se produce un cambio notable en su densidad, sintiéndose muy suave al tacto. A diferencia de los demás extractos, el jolol le da a la mezcla de cal un tono gris azulado y la consistencia es muy similar a la del chakaj. En cuanto a las propiedades conferidas por el extracto a los morteros de cal, se puede decir que éstas se modifican mínimamente en comparación con la muestra control; en cambio, es evidente el aumento de los valores de capilaridad (tabla 1).

Propiedad evaluada Color

Muestra control 10 YR 9/1

Pixoy

Chukum

Chakaj

Jolol

7.5 YR 9/2

10 YR 9/2

10 YR 9/1

10 YR 9/2

Densidad (g/cm3)

1.54

1.53

1.63

1.61

1.55

Porosidad %

38.1

38.9

34.7

34.1

38.5

Absorción de agua (g/cm2.seg1/2)

0.02681

0.01556

0.02191

0.02500

0.03148

Permeabilidad al vapor de agua a 20 °C (g/m2 . 24 horas)

3.40

2.96

2.69

3.12

3.00

Dureza Shore D

54

65

54

64

55

El uso de aditivos orgánicos en la práctica de la conservación Como se discute en el apartado anterior, ahora se puede decir que los aditivos evaluados y utilizados en el área maya para fines de conservación sí generan cambios a los morteros de cal. Conocer que las propiedades de absorción de agua, porosidad y dureza son modificadas, ofrece nuevas posibilidades del uso de estos morteros para los tratamientos de conservación. Desde las primeras experimentaciones, una de las principales motivacio­ nes del uso de morteros con aditivos de origen orgánico en la restauración y

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conservación de acabados arquitectónicos fue la de optimizar las propiedades de estas mezclas para resolver problemáticas particulares de conservación. A diferencia de otras propuestas, como la del uso de polímeros sintéti­ cos para agregar adhesividad y plasticidad a los morteros de cal, los extrac­ tos vegetales en restauración permiten generar materiales afines a las técnicas originales de los acabados arquitectónicos, sin afectar la retratabilidad de los sustratos donde se aplican. Igualmente, con el incremento de impermeabili­ dad se asegura una mayor permanencia de las intervenciones en el clima del trópico subhúmedo predominante en la región maya. Las cualidades de compatibilidad, inocuidad y permanencia también res­ ponden a varios principios de la praxis del conservador, lo que hace de estas mezclas materiales recomendables para los tratamientos de conservación. Este aspecto, aunado al fácil manejo de pastas, ha extendido las combinaciones con aditivos vegetales en diversos procesos de restauración, como la realización de resanes, la reintegración de volúmenes perdidos y consolidación/fijado de sustratos disgregados y pulverulentos. Hasta ahora varias experiencias sobre el uso de los extractos de origen orgánico permiten evaluar los resultados de estos morteros en las interven­ ciones de conservación. Por ello, se presentarán a continuación los casos más representativos del uso de estas combinaciones en los procesos de conser­ vación realizados en acabados y escultura arquitectónica en varios sitios ar­ queológicos del área maya.

Recubrimientos En términos generales, un recubrimiento es el efecto de volver a cubrir algo, que en el caso que ocupa a la restauración de bienes culturales implica recu­ brir con un material algo que se perdió o que requiere de protección. Como se verá en el capítulo de Meehan y Alonso en este volumen, los recubrimientos como tratamientos de problemáticas específicas de los acabados arquitectó­ nicos tienen el objetivo de evitar la pérdida de los elementos expuestos por los mecanismos de deterioro promovidos principalmente por las condiciones de intemperismo, de ahí que también se conozcan en conservación bajo el nombre de recubrimientos de sacrificio. Uno de los ejemplos más ilustrativos del uso de recubrimientos de sacri­ ficio realizados con morteros con aditivos orgánicos son las propuestas de conservación para mitigar el deterioro de los elementos de piedra de la región Río Bec del área maya. En esta región estilística, la arquitectura conforma sus fachadas a través de mosaicos de piedra labrada con representaciones esquemáticas de deidades. Por su ubicación geológica, las canteras que se utilizaron para realizar estas representaciones tienen estratos calizos de matrices heterogéneas y de mine­

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rales susceptibles a la degradación o que activan mecanismos de deterioro en contacto con los altos niveles de humedad y temperatura del clima local (García y Valencia 1997). Al igual que en Chicanná, se identificó que la mayo­ ría de los relieves del sitio de Río Bec corresponden a un tipo morfológico de piedra, cuyo deterioro varía según el grado de alteración y transformación de sus minerales (Straulino 2010: 237). Por esta razón es común encontrar varios relieves con importantes porcentajes de pérdida, superficies disgrega­ das o pulverulentas que requieren de protección (figura 3a). En las primeras propuestas de aplicación de recubrimientos de sacrificio en los mosaicos de piedra, se estableció que no debían confundirse con los acabados de estuco original y que su aplicación no debía ocultar los rasgos originales del relieve. En seguimiento de estos requisitos fue necesario reali­ zar recubrimientos de poco grosor (aprox. 5 mm) que permitieran seguir las líneas incisas de algunos relieves y con textura para imitar las superficies de piedra recubiertas, lo cual fue posible obtener con la adición de los extrac­ tos de chukum y chakaj en los morteros utilizados para estas aplicaciones. Se considera que esta combinación aportó la plasticidad suficiente que permi­ tió cubrir los relieves con capas delgadas sin perder las formas del labrado y la adherencia necesaria que evitó desprendimientos y la presencia de fisuras después del fraguado de la cal. En casos donde algunos detalles se encontraban perdidos, los mismos recubrimientos de sacrificio fueron utilizados para agregar un poco de volu­ men y dar coherencia a las formas representadas (figura 3b). Cabe señalar que, dependiendo del grosor de los faltantes, los morteros variaban por la granulo­ metría y proporción de las cargas; aun así, la plasticidad de las pastas dada por el uso de aditivos fue un recurso útil para la ejecución del trabajo. Aún después de casi una década de los primeros tratamientos, muchos de los recubrimientos de sacrificio aplicados en las fachadas con escultura arqui­ tectónica de los sitios Becán, Chicanná y de manera más reciente en Río Bec se conservan en un gran porcentaje, a pesar de la presencia de sales solubles y de las condiciones de intemperismo a las que se someten. Esta vigencia se considera un parámetro que permite medir la durabilidad de estas interven­ ciones a mediano plazo, quizás por la reducción de permeabilidad superficial que otorga la adición de los extractos vegetales. Muchas veces incrementar la dureza y consistencia de los morteros utili­ zados como recubrimientos de sacrificio también es conveniente. Tal es el caso de Río Bec, donde la dureza adquirida con chakaj como aditivo en combina­ ción con proporciones bajas de cargas en los morteros funcionó para garanti­ zar la permanencia de los recubrimientos de sacrificio aplicados a los muros de los edificios; sin embargo, para no reducir los índices de porosidad se utili­ zó una granulometría gruesa en las cargas (Jáidar et al. 2008: 21) (figura 4). Es importante aclarar que estas características en los recubrimientos se conside­

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a)

b)

Figura 3. Recubrimiento de sacrificio de pastas de cal con chukum en relieve de la fachada Este de la EX de Becan: a) relieve compuesto por dos secciones con pérdida diferencial y b) apariencia final después de la aplicación del recubrimiento de protección.

raron necesarias porque este sitio arqueológico, al no estar abierto al público, carece de mantenimiento periódico. Otro uso de los recubrimientos de cal con aditivos orgánicos es la protec­ ción de pisos y aplanados expuestos a la intemperie (véase Meehan y Alonso en este volumen) o al paso de la visita pública. A diferencia de los recubri­ mientos en los mosaicos en relieve, muchas veces es necesario darles un aca­ bado liso que permita la conducción de agua fuera de estas áreas. La adición de aditivos en los morteros de cal para estos recubrimientos de protección fa­

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a)

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b)

c)

Figura 4. Recubrimiento de sacrificio de pastas de cal con chakaj en fachada Oeste de la Estructura 6N4 del sitio de Río Bec: a) fachada de sillares lisos con pérdida superficial generalizada, b) detalle del deterioro de la piedra, c) vista general del proceso final de recubrimiento, y d) acercamiento de la apariencia del recubrimiento de sacrificio con chakaj.

d)

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cilita la compactación y el acabado pulido superficial, ambos necesarios para generar una superficie impermeable al paso del agua acumulada por la lluvia.

Resanes y ribetes En varios proyectos de conservación en el área maya, los morteros con adi­ tivos orgánicos han sido utilizados para la realización de resanes y ribetes en pintura mural, elementos modelados en estuco y relieves de piedra. Por lo general, estos procesos tienen el objetivo de brindar estabilidad a las áreas que han sufrido pérdidas al rellenar oquedades, grietas y fisuras o fijar peri­ metralmente zonas de desprendimiento. Se considera importante resaltar en este apartado que el uso del chukum y pixoy en áreas de resane de relieves modelados en estuco, pisos y aplana­ dos de los sitios de Becán, Río Bec y Ek’ Balam también ha sido favorable en cuanto al manejo de estas pastas y el adecuado fraguado tanto en áreas exteriores como en interiores. Sin embargo, se deben considerar dos aspectos importantes antes de utilizar estos aditivos: la tonalidad rojiza de las pastas y el incremento de la dureza obtenida después de su fraguado. Como se mencionó, los extractos de chukum y pixoy tienen una intensa tonalidad rojiza que llega a subir el color de las pastas obtenido de los agrega­ dos pétreos. En acabados o elementos de estuco blanco o ligeramente amarillo, la tonalidad de las pastas puede generar la notoriedad de estas intervenciones a corto y mediano plazo, hasta que se complete su fraguado y predomine el blanco de la cal. Otro factor de suma importancia a considerar es el incremento de dureza y reducción de porosidad. Si no se contrarrestan estas propiedades adquiridas con adecuadas proporciones de carga en los morteros, se corre el peligro de que los resanes y ribetes conduzcan los mecanismos de deterioro derivados de la presencia de humedad a los sustratos originales, como serían los proce­ sos de cristalización-disolución de sales solubles.

Reintegración volumétrica A diferencia de los procesos de resane y ribete, la reintegración volumétrica en la restauración tiene como objetivo devolver a formas incompletas los vo­ lúmenes perdidos para permitir su correcta lectura. Un ejemplo del uso de chukum en las pastas de cal para la reintegración de volúmenes es la restauración del friso modelado en estuco de la Sub II c-1 de Calakmul. Varias fueron las circunstancias que se tomaron en cuenta para decidir el proceso de reintegración volumétrica: la poca consistencia y porosidad de las piedras labradas de soporte, la conservación de la fachada en más de 80 %, que gran parte del área de pérdida correspondía a fragmentos

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a)

Figura 5. Proceso de reintegración volumétrica con pastas con chukum en el elemento del friso modelado en estuco de la fachada de la Sub II c-1 de Calakmul: a) acercamiento de la apariencia de la orejera Oeste después de su descubrimiento, y b) detalle del proceso de reintegración volumétrica con dos tipos de pasta de cal mezclados con chukum. b)

desprendidos sin ubicación, que los faltantes dejaban formas incompletas y que las representaciones tenían un patrón simétrico (García 2009: 114). Las mezclas de cal con chukum utilizadas para la intervención de 20022004 en Calakmul fueron de gran ayuda en el proceso de modelado de las secciones perdidas dada la plasticidad de estos morteros. Otra característica favorable de su uso fue el correcto fraguado de estas intervenciones, a pesar del grosor de las superficies a reintegrar4 y de las altas condiciones de hume­ dad que prevalecían en este contexto. Los volúmenes reintegrados no tuvie­   Para realizar estas intervenciones también se utilizaron capas de distinta granulo­ metría, una gruesa, media y la de acabado fino. 4

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ron fisuras ni desprendimientos, lo que también resulta un indicador de su buena adhesión a los sustratos de piedra (figura 5). Ahora se conoce que la combinación del chukum en las pastas de cal in­ crementa su dureza y reduce su porosidad. Sin embargo, el uso correcto de las proporciones de los agregados pétreos en estas mezclas puede reducir estos efectos en el caso de que sea necesario. Las áreas de reintegración volumétrica del friso modelado en estuco de la Sub II c-1 de Calakmul funcionaban como áreas de evaporación de agua, como se observó después de dos años de su aplicación. También en la conservación de elementos de piedra de las fachadas en mosaico se ha utilizado chukum para reintegrar volúmenes perdidos. Este tipo de mezclas, además de permitir recrear las diferentes texturas de las pie­ dras con una alta proporción de cargas, generan intervenciones con una vida útil de mediano plazo en condiciones de intemperismo tropical, como es el caso de los sitios arqueológicos de Becán (1999-2004) y Río Bec (2006-2008). Esta permanencia en los relieves fragmentados asegura también la estabili­ dad de los elementos reintegrados por más tiempo, ya que la reintegración volumétrica, además de devolver los rasgos formales de estos elementos, les confiere estabilidad estructural.

Consolidación y fijado Otro de los principales problemas de conservación en sitios arqueológicos del sur del país es la propensión de los materiales calizos a degradarse ante las condiciones de intemperismo propias de la región. La necesidad de recuperar la cohesión de la materia original de las piedras y sustratos de cal de pintura mural, pisos y aplanados ha guiado a los conservadores a probar con materia­ les que fomenten su remineralización. Por consenso casi generalizado, el agua de cal es el consolidante más reco­ mendado para la conservación de acabados arquitectónicos en el área maya. Sin embargo, el requerimiento de su aplicación constante para la obtención de buenos resultados también agrega gran cantidad de agua a los materiales. Por ello, una opción que podría experimentarse es el uso del agua de cal prove­ niente del apagado de cal con aditivos orgánicos, ya que si existe una mejoría en las cualidades de la cal con estas mezclas, es probable que también suceda lo mismo con el agua y lechadas de cal que también tienen en suspensión hidra­ tos de calcio; esta hipótesis deberá confirmarse al realizar estudios específicos. Como adelanto se tienen datos desalentadores de la mezcla directa del agua de cal con los aditivos orgánicos en proporción 1:1 (Jáidar 2006: 153154; Ruiz 2007: 126). Si se agrega agua de cal de manera directa con el aditivo orgánico se produce una separación de fases, perdiendo por completo el color y propiedades que se observan en las mezclas de cal, lo cual no ocurre si el

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aditivo se extrae directamente con el agua de cal o si se apaga la cal con alguno de los aditivos. Aunque no se ha profundizado en la explicación de estos fenó­ menos, se considera que estas diferencias podrían ser efecto de la oxidación de los taninos de los extractos vegetales. Por otro lado, como lo demuestra Ruiz (2007), estos extractos de origen vegetal no funcionan como fijativos de capas pictóricas pulverulentas. Con base en la experimentación realizada en probetas de laboratorio se concluye que la distribución heterogénea de los extractos después de su secado, la alte­ ración cromática que producen los taninos en contacto con el fierro, el brillo que altera los acabados originales y el poco poder de penetración impiden devolver a los sustratos pulverulentos la adhesión y cohesión necesaria.

Conclusiones Los aditivos de origen orgánico se han combinado con morteros de cal en diversas culturas y épocas. La identificación de extractos vegetales en recu­ brimientos o elementos modelados en relieve de arquitectura prehispánica confirma el interés de sus constructores por innovar con materias primas ac­ cesibles para generar productos óptimos según sus necesidades de trabajo. En el área maya suman ya varios los estudios que ofrecen una aproxima­ ción más objetiva acerca del tipo de aditivos orgánicos utilizados en los aca­ bados arquitectónicos. Sin embargo, dada la diversidad de la flora en los contextos ecológicos de la región y lo impreciso de las señales microquímicas en los análisis efectuados, aún no se pueden identificar con exactitud las espe­ cies utilizadas y mucho menos sus combinaciones. Aun así se considera que las especies de árboles que fueron empleadas para las mezclas de cal son las que tienen la característica de que de sus cortezas se obtienen aditivos. Actualmente no sólo se sigue dando un uso variado a los extractos de las cortezas en las comunidades mayas, sino que también su empleo se ha extendido al campo de la conservación arqueológica. En particular, las com­ binaciones de estos extractos con cal para el tratamiento de acabados de es­ tuco han servido de contrapropuesta a la utilización de aditivos de naturaleza sintética, tan difundida en México en la década de 1980. Uno de los argumentos a favor de los aditivos de origen sintético era que las reacciones de sustancias orgánicas con otros materiales y ante agentes de intemperismo son poco predecibles, además de que son materiales propen­ sos al desarrollo de microflora; por ambas razones su uso en conservación se consideraba poco confiable (Sickles 1981: 27). No obstante, estudios en­ focados en las propiedades de los extractos del chakaj, chukum, pixoy y jolol en morteros de cal han demostrado que ésta previene la actividad orgánica y genera un material estable.

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Como se ha probado en laboratorio y en la práctica de la conservación, las mezclas más eficientes son las de los extractos del chakaj, chukum y pixoy. En un aspecto práctico implica que se generan morteros plásticos que pue­ den manipularse por más tiempo antes de su fraguado, lo que beneficia a la aplicación de recubrimientos y de formas volumétricas. La combinación de estas características también podría favorecer el correcto anclaje de estas mezclas a los sustratos tratados, lo que quizás coincida con la supuesta adhe­ sividad que se reporta en diversas experiencias de su uso en el tratamiento de acabados arquitectónicos. También es cierto que la combinación de la cal con aditivos de origen vegetal modifica las propiedades de los morteros una vez fraguados. Con ex­ cepción del jolol, los cambios más notorios son el incremento de dureza y/o la reducción de permeabilidad al vapor de agua. Ambas características ofrecen la posibilidad de lograr intervenciones duraderas en regiones tropicales, lo que resulta conveniente para la realización de recubrimientos de protección en acabados arquitectónicos expuestos a la intemperie. Por otra parte, el incremento de dureza que algunos aditivos ofrecen a la cal debe ser considerado en resanes y reintegraciones volumétricas en pintura mural o elementos modelados en estuco. Una diferenciación de dureza, po­ rosidad y permeabilidad en áreas donde existen fuentes permanentes de hu­ medad fomentaría la conducción de evaporación de agua hacia los sustratos originales, a menos que las pastas utilizadas sean compensadas con el manejo del tipo y proporción de las cargas. Considerando la influencia del uso de morteros con aditivos orgánicos para tratamientos de conservación, vale la pena puntualizar que la elección del aditivo a emplear, así como los demás componentes y sus proporciones, no puede ser arbitraria. La adecuada elección de un mortero deriva del enten­ dimiento del problema de conservación particular a tratar y del conocimiento, criterio y experiencia del conservador-restaurador. Otro aspecto importante que resaltar es que de la misma manera que los aditivos orgánicos modifican las características de los morteros de cal, el ma­ nejo de sus componentes básicos –como la naturaleza y granulometría de las cargas– (véase Alonso en este volumen) y los tipos de cales (véase Orea en este volumen), las proporciones utilizadas, así como la misma aplicación de estos materiales también alteran sus propiedades. Lo anterior conduce a la reflexión acerca de la pertinencia del uso de los extractos vegetales cuando es posible obtener las propiedades requeri­ das para el tratamiento de problemáticas específicas de conservación con los componentes básicos de los morteros. Se considera importante la mesura del uso de los aditivos orgánicos porque son productos naturales que se ob­ tienen de especies arbóreas cuya viabilidad se encuentra limitada al ámbito geográfico donde se ubican y su abundancia, además de que los contextos

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selváticos en el área maya cada vez más son afectados por la deforestación, y aunque las cortezas llegan a regenerarse si se extraen de manera parcial, una explotación masiva podría afectar estas especies. A manera de conclusión, el caso de los morteros de cal con aditivos orgá­ nicos en el área maya refuerza la idea de que el uso responsable de cualquier tipo de mortero dependerá de la elección consciente de sus componentes en función de las necesidades de una problemática específica, en concordancia con una propuesta de conservación basada en criterios claros de intervención.

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Vázquez del Mercado, Ximena y Mercedes Villegas 1993 Los estucos modelados del Palacio y del Templo de las Inscripciones de Palenque: una metodología de análisis para la técnica de manufactura, tesis, Escuela Nacional de Conservación, Restauración y Museogra­ fía, Instituto Nacional de Antropología e Historia, México.

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III. El uso de la cal en la conservación del patrimonio cultural

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El uso de la cal en la conservación de los monumentos arqueológicos e históricos: de la teoría a la práctica Haydeé Orea Magaña encr y m-Centro inah Chiapas

Introducción Nuestro país, a pesar de haber sufrido la destrucción de numerosos inmue­ bles, aún es rico en construcciones antiguas. Los monumentos arqueológicos han pasado por diversos procesos para su estabilización, producto de tendencias, modas o escuelas que han primado a lo largo de los siglos xix y xx: desde el concreto armado al cemento y a las mezclas con cal. Gran parte de las construcciones históricas aún están en uso, pero sus condiciones nos indican que no se les ha proporcionado el mejor tra­ to para favorecer su conservación, y la preocupación por el resultado final de estos procedimientos ha sido una constante en la labor de los conservadores. Promoviendo el uso adecuado de los materiales tradicionales [como la cal], se pretende modificar una práctica muy común en nuestros días, nacida del pro­ fundo desdén hacia los materiales antiguos, por considerar que sólo lo nuevo tiene valor. Esto lleva exactamente a la situación actual: a olvidar, y, con ello, borrar una serie de conocimientos fundamentales, y de gran valor para nuestra cultura, cuya pérdida es lamentable y empobrecedora no sólo para nuestro país sino para la humanidad (Sandoval 2011b: 4).

Por ello es importante compartir la experiencia lograda y los criterios aplicados. En el desarrollo del siguiente texto, se tiene la conciencia de que no hay nada nuevo en lo que se dice ni tampoco en lo que se ha hecho con el trabajo de la cal, pero esta experiencia es la materia prima que fundamenta lo escri­ to a continuación. Los conservadores no somos los únicos en manejar estos materiales. No hemos inventado nada, pero somos muchos los que estamos convencidos de la validez de los criterios expuestos, del éxito alcanzado por intervenciones similares tanto en México como en el extranjero, circunstan­

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cias que favorecen nuestros puntos de vista y su instrumentación en la con­ servación de inmuebles. Es precisamente por los resultados alcanzados en diversos trabajos en los que hemos tenido la oportunidad de participar1 que hacemos énfasis en todo ello. Siguiendo este razonamiento, lo valioso de lo que aquí se describirá radi­ ca en retomar conocimientos ya existentes, los cuales debemos rescatar para no seguir perdiéndolos día a día. Saberes que han pertenecido no precisa­ mente a los considerados como sabios de la construcción, sino a los alarifes y constructores anónimos. No debemos seguir engañándonos pensando que los nuevos productos que ofrece la industria de la construcción pueden, de forma milagrosa, re­ solver los problemas de los edificios antiguos. Olvidamos que ya tenían so­ lución, misma que habíamos ignorado por la actitud de desprecio que nos merecen, en general, los conocimientos antiguos. Por ello, este trabajo tiene también el objetivo de llevar a la reflexión de lo anteriormente dicho, espe­ cialmente a quienes se ocupan de la preservación de nuestro patrimonio cul­ tural inmueble. La práctica de la construcción y el mantenimiento de los edificios en los que se emplea la cal no sólo data de muchos siglos atrás, sino que ha demos­ trado su valía en tal medida que los inmuebles antiguos, construidos con las técnicas y los materiales propios de su época, han resistido el paso del tiem­ po, y lo han hecho con solidez, conservando su belleza y dignidad (Sandoval 2011b). Es importante recordar que prácticamente todo lo construido hasta el siglo xix, excepto la arquitectura hoy llamada de tierra, fue edificado em­ pleando mezclas de cal como cementante, peccata minuta para quienes argu­ mentan que la cal es un material inútil y que las dificultades para su empleo son más que las ventajas. Es así como este texto pretende contribuir al rescate no sólo de los edifi­ cios antiguos, sino también de esa larga práctica acumulada que aún forma parte de nuestra herencia cultural y que hasta hace unas décadas todavía per­ manecía viva en la memoria de los albañiles y maestros que conocieron estos materiales, en este caso “la cal y sus diversos usos”, en la cotidianeidad de su trabajo habitual. Sirva este texto de homenaje a ellos y a todo lo aprendido en la práctica gracias a su generosidad.

  Trabajos de conservación de los acabados arquitectónicos en zonas como Xochi­ calco, Morelos; Yaxchilán, Palenque y Bonampak en Chiapas o en edificios históricos, como el Ex convento de Tepoztlán (Morelos) o la fachada de relieves de cal y arena del Templo de Santo Domingo en San Cristóbal de las Casas, también en Chiapas. 1

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Obtención y ciclo de la cal aérea

CaCO3 + ∆ 900 °C → CaO + CO2

→

Una vez rota la transmisión de saberes en el campo de la construcción, y al no contar en la actualidad con la continuidad de esa práctica para emplear la cal de manera natural y óptima como material para la construcción y para la con­ servación de los inmuebles tanto arqueológicos como históricos, debemos al menos tener un conocimiento general de su obtención, preparación y diversos usos. También será útil saber acerca de sus propiedades químicas y del porqué de su éxito como material de construcción milenario en la arquitectura en to­ das las épocas y culturas en el mundo, a fin de comprender las razones que nos confirman la pertinencia de su uso en la conservación del patrimonio cultural arquitectónico. La cal aérea2 se obtiene de la piedra caliza, compuesta fundamentalmente de carbonato de calcio (CaCO3). Esta piedra viene acompañada normalmen­ te de diversos contaminantes, como el hierro y el magnesio, pero para que sirva para hacer cal deberá contar con al menos un 95 % de carbonato de calcio, de otro modo la cal resultante será de mala calidad. En el pasado se sabía, sin estudios químicos, que la piedra caliza que producía buena cal era la más blanca, la menos manchada de negro o amarillo (impurezas de hierro) y la que, al golpear dos fragmentos, producía un sonido semejante al de dos objetos metálicos o cristalinos al chocar. Hoy día en la industria se realizan análisis químicos para verificar la pureza de la piedra caliza para producir cal a nivel industrial. La piedra caliza, sólida y pesada, se quema en hornos –en el pasado de leña y actualmente de gas– que deben alcanzar temperaturas de al menos 900 °C. Si el horno no alcanza esta temperatura, la piedra caliza (CaCO3) no se transforma químicamente en su totalidad en óxido de calcio (CaO) o cal viva y no será útil para hacer cal, o sólo lo será una parte de la piedra quemada, con lo que el resto se convertirá en piedra sin quemar, material de desperdicio inútil. Si las piedras de cal viva son aún pesadas, seguramente su horneado ha sido deficiente y vamos a obtener una pasta pobre, con gran pérdida en su rendimiento por todos estos núcleos que no fueron transformados (figura 1). En el quemado de la cal se desprende de la piedra caliza dióxido de carbo­ no (CO2) que se va a la atmósfera; es por ello que la cal viva u oxido de calcio pesa menos que la piedra caliza antes de ser quemada. ­

Carbonato de calcio + calor → oxido de calcio + dióxido de carbono   Se denomina cal aérea a aquella que para su fraguado o endurecimiento requiere del aire (específicamente del dióxido de carbono o CO2) para su endurecimiento, a di­ ferencia de la cal hidráulica que, como su nombre lo indica, endurece al agregarle agua. 2

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Figura 1. Horno de cal que emplea cocos como combustible. Comalcalco, Tabasco. Imagen: Haydeé Orea Magaña.

La cal viva reacciona muy fácilmente con cualquier fuente de humedad y está ávida de agua, y es además un material sumamente cáustico y corrosivo. Cuando la cal se une con el agua en el proceso de apagado, se da una reacción exotérmica, es decir, que desprende calor, por lo que debe hacerse con mucha precaución. En algunos textos antiguos se maneja el término “pudrir la cal” en lugar de apagarla, pero ambos se refieren al hecho de añadir la cal viva en agua para transformarla en pasta. Para apagar cal es recomendable romper las piedras de cal viva en frag­ mentos pequeños o terrones, que se añaden poco a poco en el agua a fin de evitar “estallamientos” del material que puedan arrojar cal viva a quienes la están apagando y disipar el calor que se produce al unir estos dos compuestos. Se puede emplear para ello una pileta o un tambo grueso de plástico a dos tercios de su capacidad. Cuando se carece de tambos o no es posible fabricar una pileta, se puede “armar” una caja cuadrada sin fondo con cuatro tablones gruesos de madera clavados entre sí, que descansen sobre un piso o sobre una superficie lisa y pulida (figuras 2 y 3). Es muy importante insistir en que la cal es la que debe añadirse al agua y no al revés. Lo que resulta obvio para quien maneja sustancias ácidas o básicas en un laboratorio, no lo es para un operador poco habituado a traba­ jar con materiales cáusticos. La mezcla debe removerse constantemente para disipar el calor, y sólo hasta entonces, añadir más cal viva hasta formar una crema pastosa.

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Figura 2. Pileta para el apagado de la cal y cribado de la cal. Palenque Chiapas. Imagen: Arnoldo González.

Figura 3. Hidratación de cal en cajón de madera sin fondo. El Arcotete, San Cristóbal de las Casas, Chiapas. Imagen: Haydeé Orea Magaña.

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Si se trata de una obra grande, que emplee volúmenes considerables de material, es recomendable fabricar un contenedor para apagar y conservar la cal en pasta, que puede ser útil durante muchos años siempre y cuando esté cubierta con un espejo de agua que evite que entre en contacto con el aire y fragüe. Este contenedor se puede realizar con materiales modernos, como el ladrillo forrado con un aplanado fino de cal o de cemento, que quede bien se­ llado para evitar la salida del agua y que esté bien reforzado estructuralmente con cadenas y castillos, como se hace para la construcción de una piscina, ya que la presión del agua es muy fuerte y puede reventarlo o provocar grietas que permitan que se filtre. Tanto si la cal se apaga en una pileta como en un tambo de plástico o en un contenedor improvisado con tablones como el que describimos, la mezcla debe revolverse constantemente, sobre todo en el recipiente plástico, porque si una piedra de cal viva permanece asentada en un solo lugar, desprenderá calor en el mismo, dañándolo y tornándolo inútil para preservar nuestra cal en pasta. Al añadir la cal viva al agua, la mezcla resultante “hierve” y produce bur­ bujas y mucho polvo. Es por ello que los trabajadores que van a apagar la cal deben protegerse de manera especial para evitar posibles quemaduras: deben calzarse con zapatos que cubran todo el pie, de suela de cuero gruesa (los de plástico pueden fundirse con el calor que se desprende de la cal viva al reac­ cionar con el agua), usar guantes y overoles o prendas de algodón gruesas, guantes de plástico gruesos (de preferencia para manipular sustancias quími­ cas corrosivas) y cubrir sus ojos con lentes de seguridad y la boca con mas­ carilla para polvos, ya que el fino polvo de óxido de calcio que se desprende de la piedra cuando se le añade el agua puede llegar a estas partes del rostro y “apagarse” con su humedad natural, quemándolas, lo que es aún más grave en el caso de los ojos. En caso de sufrir quemaduras en éstos deberán lavarse con agua corriente o con un lava ojos, y en la piel, después del agua, emplear vinagre o limón, que por ser sustancias ligeramente ácidas contrarrestan la basicidad de la cal, neutralizándola. Como ya mencionamos, la cal viva debe añadirse al agua poco a poco, mezclando la pasta resultante con herramientas de madera gruesa (a manera de remos pequeños) y no de metal, porque éste se corroe fácilmente y man­ cha la cal con sus productos que son anaranjados o rojizos. Existen investigaciones que sugieren apagar la cal con baba de nopal. Al respecto existen divergencias sobre la pertinencia de este procedimiento, por­ que se considera que las moléculas del mucílago, al entrar en contacto con el óxido de calcio se degradan y se pierden las propiedades que este material confiere a la pasta cuando se le añade ya apagada: adhesividad y retención de la humedad. Sin embargo, otros autores señalan haber realizado este proceso en campo y obtenido optimización en la cal resultante (Magaloni 1998) (véa­ se Cruz Flores en este mismo volumen).

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En términos químicos, cuando a la cal viva se le añade agua, se da una segunda transformación, en donde se obtiene el hidróxido de calcio o cal apagada. CaO + H2O → ∆ + Ca(OH)2

Óxido de calcio + agua → calor + hidróxido de calcio

La pasta blanca que se forma después de añadir poco a poco agua a la cal viva, se conoce comúnmente como cal apagada o cal hidratada. Durante el tiempo que la cal pasa en el agua, el óxido de calcio se trans­ forma totalmente en hidróxido de calcio, un compuesto cuya molécula es más grande, por lo que ocupa mayor tamaño. Esto se traduce en términos prácticos en que la cal al hidratarse aumentará de volumen, hasta un tanto más del que ocupaba como piedra de cal viva. Como la cal hidratada ocupa mayor volumen que la cal viva (debería ser el doble o más cuando la cal es de buena calidad o de gran pureza), es que debemos llenar con agua nuestro recipiente con sólo un tercio de su capaci­ dad, o de lo contrario corremos el riesgo de desbordar nuestros contenedores. La calidad de la cal en pasta (la adhesividad y la plasticidad resultantes) depende del tiempo que permanezca bajo el agua y de la pureza de la piedra caliza (Rodríguez Navarro et al. 1998). Este fenómeno del aumento de volu­ men se puede verificar en una prueba sencilla, que a su vez permite saber si adquirimos una buena cal en el mercado, ya sea que hayamos comprado la cal en piedra o en saco -“calhidra”. En cuanto a la calhidra, ésta es también cal hidratada o hidróxido de cal­ cio que se prepara industrialmente a partir de los mismos elementos que la cal en piedra, pero pasa por otros procesos para poder venderse en polvo y en sacos: después de ser quemada, la cal viva es triturada y apagada parcialmente al pasar por bandas con nebulizadores de agua, de manera que lo que se ven­ de como calhidra es polvo de piedra caliza quemada y apagada parcialmente (hidróxido de calcio), pero no totalmente hidratada. La cal de saco puede servir tanto como cal de piedra, siempre y cuando para su elaboración se haya seleccionado una piedra caliza pura y no haya pasado mucho tiempo desde que se manufacturó hasta el momento de su venta y adquisición. Es un error considerar que toda la cal conocida como “calhidra” es ineficiente, pero es cierto que existe poco control en la industria mexicana que garantice su calidad.3   La Asociación Nacional de Fabricantes de Cal (Anfacal) puede ser consultada para identificar las caleras a nivel nacional que sí fabrican cales de gran pureza (entre 92 y 99 %) y alta calidad. La Anfacal ha recomendado a los conservadores desde hace más de 15 años el uso de las cales que se manufacturan para la industria química, o cales químicas, por presentar estas cualidades debido a su uso especializado. 3

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Para verificar la calidad de la cal adquirida, podemos poner en un frasco de vidrio transparente un volumen de calhidra o de cal viva pulverizada con un martillo en otro tanto de agua, revolverlos y dejarlos reposar juntos por una noche. Marcamos el frasco para verificar los volúmenes que ocupa cada material dentro del frasco. Si después de doce horas de reposo la cal en el frasco perma­ nece como un polvo suelto en el fondo del recipiente, significa que la cal está fraguada o es de mala calidad y no sirve. En términos químicos, esto signi­ fica que la cal ya cumplió con todo su ciclo: se transformó de carbonato a óxido, posteriormente a hidróxido hasta llegar a formar de nuevo carbonato de calcio, compuesto sin propiedades adhesivas o cementantes. En cambio, si se forma una pasta cremosa, que absorbe parte del agua que se le añadió y creció más allá del volumen original que ocupaba cuando sólo era polvo, podemos decir que la cal es buena para trabajar con ella, porque lo que nos vendieron era hidróxido de calcio parcialmente hidratado. De ser buena la cal en pasta obtenida, es recomendable de todos modos dejarla hidratar en agua durante al menos una semana y de preferencia por un mes o más tiempo, a fin de que se hidraten todas sus moléculas y mejoren su plasticidad y adherencia. Esta pasta de cal apagada es el material que sirve para preparar mezclas diferentes, fabricar morteros para pegar piedras o ladrillos o para aplanar un muro, al mezclarla con arenas de diversas granulometrías o tamaños para los diferentes usos. Esta pasta de cal sirve también para hacer la pintura a la cal al diluirse con agua, agregando además baba de nopal u otros mucílagos o gomas naturales de plantas o cortezas de árboles, según la región de que se trate, ya que esto varía en nuestro país. En suma, la calidad de la pasta de cal depende de varios factores: 1. Una buena selección que se traduce en que la piedra caliza presente cierto grado de pureza. 2. Un buen quemado de la piedra (al menos de 900 °C). 3. Un buen apagado de la cal (la cantidad de agua justa y un periodo prolongado en contacto con ella). Finalmente, y para completar el ciclo, la cal apagada sufre una última transformación química antes de convertirse en un material útil, conocida como fraguado o endurecimiento, para ser usada en la construcción o en la conservación. La cal apagada o hidróxido de calcio, al mezclarse con la arena o los pig­ mentos y ser aplicada a una superficie, entra en contacto con el aire que con­ tiene dióxido de carbono (CO2) y pierde agua (H2O) que se evapora en el aire, transformándose finalmente en carbonato de calcio, el componente constitu­

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tivo de la roca caliza de la que se extrajo la cal. En el caso de los morteros, el uso de la arena, además de dar estructura a la mezcla, permite que la cal entre en contacto con el aire, específicamente con el dióxido de carbono. Es por ello que decimos que la cal al fraguar cumple con un ciclo, que se inicia con un compuesto, y finaliza en la formación del mismo compuesto. →

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Hidróxido de calcio + dióxido de carbono → carbonato de calcio + agua

La reacción anterior explica por qué la cal es un cementante aéreo, es decir, endurece en contacto con el aire, a diferencia del cemento que endu­ rece al agregarle agua o cementante hidráulico. Es por ello que la cal puede permanecer sin fraguar bajo el agua y conservarse en buen estado por mucho tiempo (años) en estas condiciones. Dado que la cal incorpora dióxido de carbono pero pierde agua durante su endurecimiento o fraguado, las mezclas de cal con arena se contraen y se forman grietas. Este problema se soluciona en la práctica asperjando cons­ tantemente las mezclas con agua y apretando y cerrando las grietas con una llana o cuchara de albañil mojada, hasta que seque del todo el material. En climas cálidos esta acción debe ser aún más frecuente, o el secado violento de la mezcla de cal repercutirá en una mala calidad del material por agrieta­ miento. En caso de que los muros que estemos trabajando estén fuertemente expuestos al calor, es aconsejable techarlos con una lona a fin de disminuir en lo posible la temperatura y la exposición directa al sol.4 Siempre será mejor aplicar cal (tanto para pintar como para aplanar) du­ rante la época del año que sea más fría, pero también debemos considerar que un exceso de humedad, por ejemplo, un porcentaje del 80 % de humedad relativa en el aire, impedirá el fraguado de la cal, así que tampoco es reco­ mendable aplanar durante la temporada de lluvias. Mientras más lento fragüe la cal, mejores propiedades alcanza. En Italia hay un viejo dicho entre los maestros albañiles que sentencia que cuando se trabaja en invierno, se trabaja para la eternidad.5 Hablaremos ahora del uso de la cal para hacer pintura a la cal en el man­ tenimiento de paramentos antiguos, como en el caso de templos o edificios coloniales que carecen de pintura mural, para los que se proponen los proce­ sos descritos más adelante. Para los muros que sí presentan restos de pintura mural, sobre todo si es antigua, se requiere de un tratamiento de conserva­ ción totalmente distinto, del que no trataremos en este documento. Este pro­   En el norte de México se colocan cubetas llenas de agua en los bordes de los muros para que se evapore dadas las altas temperaturas que llegan a alcanzarse en verano, de cerca de 45 ° C. 5   “Qui mura in inverno, mura in eterno”. 4

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cedimiento de la pintura a la cal obviamente no es recomendable para los edificios prehispánicos.

Procedimientos a seguir para pintar un muro a la cal Las superficies a pintar deben estar limpias, libres de polvo y de manchas de microorganismos (se presentan generalmente como manchas verdes y ne­ gras), así como del cochambre de veladoras (cuando se trata de interiores de templos, por ejemplo), y se deben humedecer ligeramente antes de aplicar la lechada de cal, de lo contrario la pintura no tendrá buena adherencia al muro y se desprenderá fácilmente. En la experiencia de la química Beatriz Sandoval, la primera capa de pintura a la cal debe aplicarse muy ligera sobre una superficie rugosa (cepillada), sin humedecer el muro, porque el agua que contiene la pintura ayuda a su anclaje y penetración, y posteriormente, cuan­ do esta capa se seque, dar otra capa de pintura a fin de obtener la intensidad del color deseado. El procedimiento se describe a continuación: 1. Retirar cuidadosamente con espátulas de pintor las capas de pintura suelta, sin dañar las capas inferiores del recubrimiento o aplanado original. 2. En caso de que la pintura sea de aceite, después de quitar todo lo posible de manera mecánica, puede ser necesario usar removedores comerciales para retirar los excedentes de pintura. 3. Posteriormente se deberá limpiar todas las superficies a pintar con cepillos de cerda dura o escobas para eliminar el polvo y todo resto de la capa de pintura anterior para que adhiera bien la nueva. 4. Limpiar las superficies a resanar y pintar con agua y jabón neutro (Agepón6), para favorecer la adherencia de los resanes y la pintura nuevos, empleando cepillos de cerdas naturales o cepillos suaves de plástico que no rayen la superficie. Hay localidades en el centro de Mé­ xico donde aún se puede obtener en las tlapalerías un jabón neutro de origen natural, conocido como chich o xixi. Este jabón se prepara poniendo a hervir en agua caliente la raspadura de pencas de ma­ guey pulquero (Agave salmiana),7 que produce una sustancia jabo­ nosa. Este material puede reemplazarse por productos similares que   El Agepón es el nombre comercial de un jabón neutro que se emplea común­ mente para lavar negativos fotográficos y que puede adquirirse en tiendas que vendan material fotográfico para profesionales. Se vende en frascos de un litro aproximada­ mente. Dado que es un jabón concentrado, sólo se añaden unos 50 ml a 19 litros de agua (el tamaño de una cubeta grande). 7  Comunicación personal del Dr. Pablo Torres Soria, investigador de la cncpc, inah. 6

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se empleen tradicionalmente en la región, o en caso de que no sea posible adquirir el Agepón, se puede sustituir con shampoo de bebé transparente, diluido en agua. No deben emplearse nunca detergen­ tes comerciales, ya que dejan residuos sobre el muro. Este jabón no daña las superficies sobre las que se aplica ni deja residuos grasosos que impidan que posteriormente se realicen procesos como el resane o la aplicación de pinturas nuevas sobre las superficies de los muros. Después de su uso, las superficies se deben enjuagar profusamente con agua corriente a fin de eliminarlo completamente. 5. Para retirar el cochambre y el hollín que dejan las velas y veladoras, se requiere emplear jabón con agua caliente, y si persisten las man­ chas, un poco de gasolina blanca para facilitar el retiro de estas capas grasosas. 6. Si hay faltantes o grietas en el aplanado y éstos son poco profundos, se deben resanar con una mezcla de cal y arena fina (muy cribada) en proporción uno a uno. Si los faltantes son más profundos o gruesos, se empleará una mezcla de dos partes de arena por una de cal, o en caso necesario, hasta de tres partes de arena por una de cal, usando arena media y gruesa para realizar las mezclas. Se debe evitar el uso del cemento, ya que este material se inventó en el siglo xix, nunca se usó en los edificios prehispánicos ni en los coloniales, y es más rígido y salitroso que la cal. 7. Pintar la superficie con pintura a la cal, y si se desea que presente co­ lor, se le añaden pigmentos de origen mineral, lo que permite obtener una pintura muy resistente, sumamente económica y semejante a la empleada originalmente en su construcción.

Materiales y procedimientos para la elaboración de pasta de cal Para obtener pasta de cal hidratada que servirá tanto para hacer la pintura a la cal como los aplanados a la cal se requiere de: 1 tambo de 200 litros de plástico grueso o una pileta de concreto armado o reforzada con castillos o contrafuertes. 2 cubetas de 19 litros (cubeta grande de pintor). 3 sacos de cal en polvo de 20 kilos o 60 kilos de cal de piedra. 4 kilogramos de nopales sin espinas. 1 kilogramo de sal fina (en muchos textos se recomienda emplear sal gruesa, pero es más fácil disolver la fina o de mesa). 1 colador grande de plástico. 1 pala o cucharón de madera grande para agitar la cal en el tambo.

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Se recomienda el uso de cal en piedra, quemada en horno a 900 °C, o de cal química (cal comercial en saco que contiene 99 % de hidróxido de calcio puro). Si no se cuenta con una u otra se puede adquirir alguna calhidra co­ mercial que haya sido envasada recientemente y cuente con al menos 90 % de hidróxido de calcio.

Para hidratar la cal en baba de nopal 1. Se cortan los 4 kg de nopales en trozos medianos y se ponen a re­ mojar en agua llenando las cubetas de pintor de 19 litros, al menos durante una noche. 2. Al día siguiente se cuela la baba que producen lo nopales en el tambo de 200 litros con un colador de plástico. El colador debe ser fino, de tal modo que la baba salga sin grumos. Si es necesario, la baba deberá colarse en más de una ocasión hasta que salga transparente. 3. La baba se emplea en vez de agua simple para la hidratación de la cal. Los dos pasos anteriores se repiten hasta llenar con baba limpia dos terceras partes del tambo de 200 litros. Los nopales pueden volverse a emplear remojándolos de nuevo en agua hasta que dejen de soltar baba. El agua de nopal tiene un olor característico, pero nunca debe­ rá ser desagradable, y si los nopales después de varios días huelen a podrido deberán desecharse y ser sustituidos por nuevos. 4. Se vierten tres sacos de cal en el tambo con baba de nopal y se mez­ clan vigorosamente. En un primer momento, la cal se separa de la baba dando el aspecto de la leche cortada, pero posteriormente, al continuar agitando la mezcla, la cal y la baba se unifican en una le­ chada pastosa. Si la cal absorbe toda el agua del recipiente, se deberá añadir más agua con baba o sola. 5. La mezcla se deja hidratando al menos una semana, mezclándola to­ dos los días una o dos veces, para que se integre completamente el polvo de cal a la baba y no queden grumos gruesos, hasta formar una crema pastosa. El tiempo ideal que debe permanecer la cal en la baba o en agua es de al menos un mes, lo que mejora sus propiedades adhesivas y plásticas. 6. La pasta de cal con baba se cubre unos 5 cm, a fin de evitar su fragua­ do. La cal al hidratarse debe aumentar de volumen (crecer y absorber agua) o de lo contrario no servirá ni para pintar ni para la mezcla. Cuando la cal es de excelente calidad, uno o dos días después de aña­ dírsele el agua, la pasta de cal llega a desbordar el contenedor. Si la cal no aumenta de volumen al añadir la baba de nopal o el agua y se precipita al fondo del recipiente como polvo sin formar una pasta cremosa, esto significa que no tendrá adherencia al muro.

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7. Una vez hidratada la cal, se separa una parte de la pasta para hacer la pintura y otra para hacer las mezclas para resanar. 8. La pasta de cal proveniente de piedra deberá colarse a fin de reti­ rar todos los grumos gruesos o materiales excedentes que persisten después de quemarse la piedra caliza, y que muchas veces quedan depositados en el fondo del recipiente como piedras de color gris amarillento, sobre todo para hacer recubrimientos finos o delgados. Este procedimiento puede realizarse con un cernidor de madera so­ bre el que se tensa malla de plástico para mosquitero, a fin de obtener un instrumento de dimensiones considerables. 9. Como ya se dijo, la pasta de cal deberá almacenarse bajo una capa uniforme de agua (de unos 5 centímetros), a fin de evitar que en­ tre en contacto con el aire y se fragüe. Cuando la cal va a emplearse en los días subsecuentes y se carece de un recipiente grande para su almacenamiento, se puede concentrar la pasta en un pequeño mon­ tículo y sellar su superficie alisándola con la llana. La superficie del montículo endurecerá por estar en contacto con el aire, pero la cal en su interior permanecerá fresca y útil para los trabajos. 10. Si se trata de almacenar cal por periodos prolongados, se recomienda ponerla bajo agua en un contenedor, con lo que puede durar años en buen estado. Una hidratación prolongada bajo el agua (podrido) au­ menta las propiedades adhesivas y plásticas de la cal enormemente, por lo que una cal que ha sido hidratada durante mucho tiempo será mucho mejor que una que solo pudo estar bajo el agua una semana o un mes.

Para hacer pintura a la cal Se toma una parte de la pasta de cal hidratada en baba y se diluye con más baba de nopal hasta que adquiera una consistencia como la de la leche espesa; de ahí que se diga “pintar con lechadas de cal”. La lechada se cuela con una tela de manta de cielo para retirar los grumos de la cal en pasta o los contaminantes que a veces acompañan a la cal cuando ésta viene en piedra. A esta mezcla se le añade un puño de sal gruesa (opcional) y se le pueden agregar también colores en polvo para cemento, a fin de obtener lechadas coloreadas para pintar la superficie y no sólo blanquearla. Antes de aplicarlos, los pigmentos en polvo (que se conocen comercial­ mente como “pigmentos para colorear pisos de cemento”) se deben diluir en recipientes con agua para evitar que se formen grumos cuando se mezclen con la cal. A esta mezcla se le puede añadir un poco de jabón líquido (unas

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gotas de shampoo transparente) o de alcohol etílico, lo que facilita la disper­ sión de los colorantes en el agua y evita que se apelmacen. Se debe medir muy bien las cantidades de cada color que se agregan a la cal, así como la cantidad precisa de lechada a la que se le añaden los pigmen­ tos, sobre todo cuando se mezclan varios de ellos para obtener un tono, a fin de poder repetir el color si éste se acaba. De otra forma será muy difícil volver a obtener el color deseado. En cuanto a los rendimientos, 4 litros de pintura a la cal son suficientes para pintar 1 m2 de pared lisa. Un tambo de 200 litros rinde aproximadamente 50 m².

Para hacer mezcla Las siguientes son recomendaciones para realizar pastas para allanar o re­ sanar una superficie. Siempre deberán realizarse pruebas para encontrar la proporción adecuada de cal y arena de acuerdo con el tipo de arena empleada (volcánica, caliza, etcétera). Algunas de las arenas son porosas y angulosas, en tanto otras son lisas o redondeadas, lo que modificará la cantidad de cal que requieran. Para resanar un hueco o grieta profundos o dar un primer aplanado a una superficie burda, se emplea una parte de cal y tres de arena lavada y seca de granulometría gruesa y media. La superficie a resanar debe estar libre de polvo y mojarse antes de aplicar la mezcla. Para huecos o grietas menos profundos o para realizar un aplanado me­ dio, se emplea la arena más cribada o fina. Las proporciones que se utilizan son una parte de cal y dos partes de arena (granulometría media y fina). Para resanar un hueco superficial o allanar o enlucir una superficie de­ jándola suave y pareja, se recomienda emplear una proporción de una parte de cal cribada y una de arena fina cribada para realizar un acabado delgado y liso que permita impermeabilizar la superficie, ya que cierra los poros del aplanado (granulometría fina y/o a punto de talco) (figura 4). Se recomienda preparar las pastas de cal un día antes de su utilización a fin de remover el agua excedente, lo que permite un manejo más sencillo de la mezcla y favorece la formación de cristales de carbonato de calcio peque­ ños y mejor ordenados,8 que servirán de “ejemplo” al resto del hidróxido de calcio presente en esta mezcla, lo que dará lugar a un material más fuerte y resistente. Las mezclas de cal se revientan o agrietan al secar porque pierden agua y se contraen. Por esta razón, el muro que reciba un aplanado nuevo o sea resanado con dichas mezclas, debe mojarse constantemente y estar húmedo   Comunicación personal de la química Beatriz Sandoval Zarauz (Centro inah Mo­ relos) y del Dr. De Pablo (Instituto de Geología, unam) sobre la cristalografía de los materiales de construcción. 8

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Figura 4. Diversas granulometrías de la arena para hacer resanes o aplanados gruesos, medios o finos. Palenque, Chiapas. Imagen: Arnoldo González.

para recibirlas. Al agrietarse el aplanado (que es normal ya que al endurecer la cal se pierde agua) y en tanto la mezcla esté suave y sin endurecer del todo, se pueden volver a cerrar las grietas formadas, apretando la superficie con la llana o la cuchara de albañil mojada. Este procedimiento deberá repetirse cuantas veces sea necesario hasta que la mezcle esté casi seca. En caso contrario, es decir, si la mezcla se seca agrietada, se corre el riesgo de que el aplanado se contraiga demasiado, se separe del muro y se desprenda. Esta parte del procedimiento es fundamental para garantizar la calidad de los trabajos con cal. La mayoría de las veces, los albañiles no realizan el mojado y el cerrado de las grietas con la necesaria constancia, ya que están habituados al funcionamiento de las mezclas con cemento que se contraen menos, y el trabajo se echa a perder del todo en este punto, lo que repercute en pérdida de tiempo, materiales y, por tanto, dinero. Los morteros de cal presentan gran facilidad de aplicación si se añade agua de manera generosa. Por el contrario, las propiedades mecánicas, tales como el endurecimiento, mejoran si se reduce el porcentaje de agua, pero esta aparente desventaja se soluciona al añadir “fluidificantes”, también llamados reductores de agua, porque permiten el uso de menos agua sin disminuir su facilidad de aplicación (Torraca 1988: 79). Es así como la baba de nopal, al igual que otros aditivos que se añaden de manera tradicional a la cal (que

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varían de acuerdo con las plantas y árboles de la región geográfica de que se trate), actúan como tales en la mezcla (figura 5). El rendimiento de una mezcla de cal y arena depende de la calidad de la cal empleada y de la granulometría de la arena. Sin embargo, se propor­ cionan algunos rendimientos obtenidos con cal química y arenas calizas que pueden servir de referencia: Para realizar un repello grueso, un mortero con 50 kg de arena gruesa y media y 25 kg de cal en pasta o hidratada en proporción 2:1, rendirá 5 m² aproximadamente. Para realizar un repello medio, un mortero con 50 kg. de arena media y fina y 25 kg. de cal en pasta o hidratada en proporciones 2:1, rendirá 8 m² aproximadamente.

Figura 5. Aplicación de un enlucido fino sobre uno medio. En ambos aplanados se empleó baba de nopal como “fluidificante”, lo que mejoró su plasticidad y facilitó su aplicación. Basamento de la fachada de Santo Domingo, San Cristóbal de las Casas, Chiapas. Imagen: Haydeé Orea Magaña.

Las cales hidráulicas y los morteros hidráulicos Como su nombre lo indica, las cales y los morteros hidráulicos son aquellos que fraguan o endurecen en contacto con el agua, a diferencia de las aéreas, que requieren del dióxido de carbono del aire para endurecer. Estos materiales son ideales para la inyección de grietas profundas y la consolidación de zonas donde el aire no puede llegar, lo que en el caso de la cal aérea, limita su endurecimiento o fraguado.

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En los núcleos de los gruesos muros que generalmente conforman los edificios coloniales, se han encontrado morteros aún húmedos, dado que el aire nunca pudo acceder a ellos y transformarlos en carbonato de calcio.9 A fin de evitar que esto suceda durante la consolidación de grietas y oquedades, recomendamos emplear materiales que den lugar a reacciones hidráulicas. Para obtener cal hidráulica se queman piedras calizas que de origen pre­ senten arcillas como materiales “contaminantes” (estas calizas con arcillas se aprecian grisáceas o negras) o quemando en un horno cal aérea junto con arcilla, que está compuesta de sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3). Este material, obtenido por cualquiera de estos dos procesos, es el antecedente del que hoy día conocemos como cemento, pero carece de los inconvenientes que se deri­ van de su uso, como son las sales higroscópicas y la rigidez. Los morteros hidráulicos se obtienen de dos formas. La primera es mez­ clando la cal hidráulica con arenas inertes. La segunda es mezclando cal aérea con arenas ricas en sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3) reactivas, como es el caso de las puzolanas (arenas de origen volcánico). En Italia estas mezclas dieron origen al llamado cemento romano con el que se construyeron diques, puen­ tes y obras hidráulicas o la cubierta del Panteón: Se consideran generalmente como puzolanas los materiales que, carentes de propiedades cementicias y de actividad hidráulica por sí solos, contienen cons­ tituyentes que se combinan con cal a temperaturas ordinarias y en presencia de agua, dando lugar a compuestos permanentemente insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. En tal sentido las puzolanas dan propiedades cementantes a un conglomerante o cementante no hidráulico como es la cal (Mella 2004: 44).

Como en México no se ha generalizado el uso de cales hidráulicas, se ha trabajado más en la preparación de morteros hidráulicos, es decir, la mezcla de una cal aérea, ya sea ésta de piedra o de saco, y una arena o carga, en este caso reactiva o puzolánica, que dé como resultado la formación de silicatos y aluminatos de calcio hidratados, los cuales endurecen en presencia de agua, incorporándola a su estructura molecular, En el México antiguo se emplearon mezclas de cal aérea con vidrio vol­ cánico, tezontle y piedra pómez molida en pisos y recubrimientos en Teoti­ huacan y el Templo Mayor, obteniéndose elementos arquitectónicos de una dureza excepcional (Barba et al. 2008; Miriello et al. 2011). Estos materiales contienen sílica y alúmina en una forma reactiva porque se ori­ ginan de material pétreo fundido proveniente de erupciones volcánicas, que al ser arrojado al aire se enfrió rápidamente. Como resultado, tienen una estruc­   Comunicación personal del arquitecto Rubén Rocha (encrym, inah).

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tura vítrea, con burbujas y gases, que es amorfa e inestable y presenta una gran superficie específica.

Las reacciones entre la cal aérea o apagada y los materiales puzolánicos se pueden resumir así: CH + A. S. + H2O → CSH + CAH

Cal + alúmina y sílice + agua → silicato de calcio hidratado + aluminato de calcio hidratado (Torraca 1988: 72).

Otros elementos puzolánicos de origen sintético han sido utilizados desde tiempos antiguos, tales como la escoria de fundición y ladrillos molidos que han estado sujetos a muy altas temperaturas y están parcialmente vitrificados. Las puzolanas, según su origen, se clasifican en dos grandes grupos: el de las naturales y el de las artificiales, si bien puede existir un grupo intermedio constituido por puzolanas naturales que se someten a tratamientos térmicos de activación, análogos a los que se aplican para obtener puzolanas artificia­ les, con objeto de incrementar su hidraulicidad (Mella 2004: 46) Recientemente, en la zona arqueológica de Bonampak10 empleamos en la inyección de grietas profundas una mezcla de cal aérea con polvo de piedra pómez molida a grado de talco, que dio como resultado un mortero hidráulico muy efectivo para su consolidación. De igual forma, en la década de 1980 utili­ zamos una mezcla de cal aérea con polvo de diatomeas11 para la consolidación y resane de los aplanados de los muros del Templo Mayor que se encontraban húmedos en su base la mayor parte del año (dada su cercanía con el nivel freático). Dicha mezcla fraguó adecuadamente por la formación de silicatos y aluminatos de calcio hidratados. Estos son ejemplos de posibles usos de morteros hidráulicos que pueden emplearse para hacer resanes e inyecciones de los muros en los que las mez­ clas tradicionales de cal aérea y arenas inertes no endurecen, ya sea porque el aire está saturado de humedad o el material a inyectar se encuentra húmedo.

10   Temporada 2009 del Proyecto para la conservación de las pinturas murales de Bonampak de la cncpc. 11   Las diatomeas pertenecen al grupo de las “puzolanas naturales de origen orgá­ nico, de rocas sedimentarias abundantes en sílice hidratada y formadas en yacimien­ tos o depósitos, que en su origen fueron submarinos, por acumulación de esqueletos y caparazones silícicos de animales (infusorios radiolarios) o plantas (algas diato­ meas)” (Mella Stappung 2004: 43).

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Agradecimientos Agradezco la generosidad de Beatriz Sandoval para compartir conmigo mu­ chas de las ideas y reflexiones que han sido plasmadas en este documento, así como su ayuda en la revisión del mismo, y a Arnoldo González por su revisión desde el punto de vista de la arqueología.

Referencias Ashurst, John y Nicola Ashurst 1998 Practical building conservation, volume 3, Plasters, mortars and ren­ ders, english heritage (Technical Handbook), Londres. Barba, Luis A., Jorge Blancas, Linda Manzanilla, Agustín Ortiz, Donatella Barca, Gino M. Crisci, Domenico Miriello y Alessandra Pecci 2008 “Provenance of the limestone used in Teotihuacan (Mexico): A methodological approach”, Archaeometry, 51 (4): 525–545. Caroe, A. D. R. y M. B. Caroe 1989 La cantera: mantenimiento y reparación superficial, Instituto de In­ vestigaciones Antropológicas (Antropología y Técnica, 3) Universi­ dad Nacional Autónoma de México, México. Gárate, Ignacio 1994 Artes de la cal, Instituto de Conservación y Restauración de Bienes Culturales, Madrid. Holmes, Stafford y Michael Wingate 1997 Building with lime. A practical introduction, Intermediate Technology Publications, Londres. Magaloni, Diana 1998 “El arte en el hacer: técnica pictórica y color en las pinturas de Bo­ nampak”, B. de la Fuente y L. Staines (eds.), La pintura mural prehispánica en México II. Bonampak, Instituto de Investigaciones Estéti­ cas, Universidad Nacional Autónoma de México, México: 49-80.

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Mella Stappung, Alejandro 2004 Estudio, caracterización y evaluación de puzolanas locales en la masa cerámica del ladrillo, tesis, Escuela de Ingeniería en Construcción, Universidad del Bío-Bío, Concepción. Miriello, Domenico, Donatella Barca, Gino M. Crisci, Luis Barba, Jorge Blancas, Agustín Ortiz, Alessandra Pecci y Leonardo López Luján 2011 “Characterization and provenance of lime plasters from the Templo Mayor of Tenochtitlan (Mexico City)”, Archaeometry 53(6):1119-1141. Mora, P., L. Mora y P. Philippot 2003 La conservación de las pinturas murales, Traductora: Clemencia Ver­ naza, Universidad del Externado de Colombia e iccrom, Colombia. Orea Magaña, H. 2009 La cal y su uso en la conservación del patrimonio arquitectónico, Texto para el curso de conservación arquitectónica organizado por el Cen­ tro inah Chiapas y la encrym, Mecanuscrito, San Cristóbal de las Casas, Chiapas. Rodríguez-Navarro, C., E. Hansen y W. S. Ginell 1998 “Calcium hydroxide crystal evolution upon aging of lime putty”, Journal of the American Ceramic Society, 81(11): 3032-3034. Sandoval Zarauz, B. 2011a Manual de conservación preventiva del antiguo convento de Tepoztlán, Instituto Nacional de Antropología e Historia, 1ª Edición, México. Sandoval Zarauz, B. 2011b Texto para la presentación del Manual de conservación preventiva del antiguo convento de Tepoztlán, Mecanuscrito inédito, México. Stambolov, T. y J. R. J. Van Aperen de Boer 1984 El deterioro y la conservación de materiales porosos de construcción en monumentos. Una revisión bibliográfica, Instituto de Investigaciones Antropológicas, Serie Antropológicas, 37, traducción Luis Torres, unam, México. Torraca, G. 1988 Porous building materials. Material science for architectural conservation, 3a edición, iccrom, Roma.

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El uso de la cal en conservación: la experiencia internacional Valerie Magar Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural, inah

Introducción No existe un único motivo para conservar un sitio arqueológico o histórico. A lo largo de la historia, las personas han conservado elementos del pasado por motivaciones muy diferentes, que pudieron haber sido religiosas, políticas, his­ tóricas, estéticas o incluso personales. Sin embargo, en gran medida se podría coincidir en que conservar es en esencia permitir que el mensaje contenido en esos elementos se pueda leer sin distorsiones, tanto ahora como en el futuro (Feilden 2003: ix). Con el desarrollo de la conservación como disciplina, muy rápido se hizo patente la responsabilidad que conlleva el acto mismo de con­ servar, ya que la elección de criterios, materiales y técnicas puede tener una incidencia determinante en la transmisión correcta de ese mensaje. Cuando se trabaja con estructuras en ruinas o sitios arqueológicos que han llegado modi­ ficados, transformados o mutilados con respecto a su configuración o función original (D’Agostino y Melucco Vaccaro 1996: 29), y en particular cuando son de civilizaciones que conocemos sólo de manera parcial, cuya historia se sigue escribiendo al filo de los descubrimientos y de los avances de la investigación, la responsabilidad es aún mayor. La conservación implica siempre emitir juicios de valor y se manifiesta co­ mo una mediación directa entre el pasado y el presente, que puede definir cómo los usuarios ven y comprenden ese pasado (Matero 2003: 73). Numero­ sos autores han disertado y planteado lineamientos para un tratamiento ético y responsable de los vestigios del pasado, buscando siempre el respeto de la autenticidad e integridad de los sitios y sus materiales, dentro de su contexto. Se reconoce hoy en día que la práctica de la conservación es una actividad cultural (Philippot 1985: 7), por lo cual puede haber acercamientos signifi­ cativamente distintos, en diferentes contextos culturales. Sin embargo, como regla general, entre mayor sea la distancia (temporal o cultural) que haya con el objeto cultural que se desee conservar, mayor cuidado se deberá tener. Se

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pueden, en efecto, cometer errores muy grandes al no conocer adecuadamen­ te el contexto cultural de un objeto o estructura. Para ciertas culturas, en particular cuando se trata de sitios u objetos con un carácter religioso o sagrado, tener algo incompleto sería sencillamente in­ admisible. Esto es particularmente relevante en el contexto asiático, en donde la conservación frecuentemente se equipara con el acto de prolongar la vida de los edificios. Allí, la renovación, dentro del marco de pautas culturales específicas, se acepta como la forma más adecuada para mantener y transmi­ tir la esencia de esos sitios (Mayamuni 1995: 338-341; Wijesuriya 2005: 16; Songling 2005: 1; Kwanda 2009). En otras culturas, en cambio, el deterioro se ve como un proceso evolutivo natural, que forma parte del ciclo de vida de los objetos y que, por ende, debe respetarse. Tal es el caso, por ejemplo, de los tótems en Canadá, que fueron concebidos para ser creados y erigidos en un sitio específico y en donde se espera que tengan una larga vida que termine con la descomposición de sus materiales. Entre estas dos posturas hay un sinnúmero de visiones de lo que represen­ tan las estructuras del pasado, desde testimonios mudos de civilizaciones re­ motas hasta elementos que tienen un eco y una continuidad cultural en la vida contemporánea. De una manera u otra, es imposible mantener los sitios y materiales igua­ les para siempre. Cualquiera que sea la medida de conservación que se adop­ te, en mayor o menor medida el objeto cambia: si no se toca, de cualquier modo envejece y se altera en función de sus materiales y de las condiciones ambientales de su entorno. A lo largo del siglo xx se plantearon algunos prin­ cipios deontológicos que guían hoy en día las actuaciones en el campo de la conservación arqueológica. Algunos de estos principios definen acciones esenciales en cualquier proyecto que se emprenda (en particular la docu­ mentación precisa), mientras que otros son marcos éticos de referencia –para poder definir acercamientos para la conservación– y permiten la toma de decisiones necesarias.

Principios deontológicos Documentación Es imperativo documentar los efectos de alteración y deterioro así como las intervenciones de conservación de manera precisa y salvar así toda la infor­ mación disponible, con tecnología adecuada en función de los recursos exis­ tentes y de preferencia con métodos replicables que permitan el seguimiento y monitoreo de la estructura o sitio a corto, mediano y largo plazo.

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Reversibilidad Se ha planteado la necesidad de poder deshacer lo que se hizo durante la inter­ vención de conservación y regresar el objeto o estructura a su estado inicial, sin que el proceso genere daños para los materiales antiguos. Este concepto ha sido ampliamente criticado por lo difícil o imposible que resulta ejecutarlo y ha dado paso al concepto de re-tratabilidad, es decir, que el tratamiento efec­ tuado no impida nuevas posibilidades de tratamiento en el futuro. Se trata de respetar al máximo la integridad de los materiales originales. Se entiende y acepta hoy en día que todo en la naturaleza se transforma y envejece, y que por lo tanto debemos tener en mente que también los materiales que utilice­ mos en la conservación de un sitio fallarán en un momento dado, y una nue­ va persona deberá deshacer completa o parcialmente lo que nosotros hicimos (Torraca 1998: 9).

Estabilidad El tratamiento debería ser lo más duradero posible, pero sin propiciar daños a los materiales originales. Actualmente ya no se buscan tratamientos “eternos”, que sean fuertes y duraderos. En la conservación arqueológica, los materia­ les de conservación se preparan de tal modo que sean ligeramente menos resistentes que los originales, para que cualquier daño (físico o químico) se dé preferentemente sobre aquellos. Esto conlleva necesariamente al requeri­ miento de un monitoreo y mantenimiento regular en los sitios.

Compatibilidad Se busca asegurar una buena compatibilidad entre los materiales, y en parti­ cular una continuidad en el comportamiento de los componentes originales y aquellos añadidos durante el tratamiento. Esto implica frecuentemente la selección de materiales con una estructura y comportamientos similares a aquellos sobre los que se aplican y que permitan una continuidad en su com­ portamiento. Se busca sobre todo que los materiales nuevos no le generen daños a los antiguos, o mejor, que el conjunto compuesto formado por ma­ teriales antiguos y nuevos se comporte adecuadamente en las condiciones ambientales previsibles en el sitio (Torraca 1998: 9).

Visibilidad La visibilidad consiste en hacer que las adiciones o cambios realizados du­ rante las intervenciones de conservación sean comprensibles y visibles, pero que a la vez se integren óptica y estéticamente con los materiales originales.

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Además de los aspectos conceptuales y deontológicos, existen retos adi­ cionales en la parte práctica de la ejecución de las actividades de conservación. Los vestigios arqueológicos, en las tradiciones culturales que los mantienen como tales, están generalmente conformados por estructuras incompletas, que han tenido una larga historia desde su construcción, varios usos posibles, una época de abandono más o menos prolongada, a veces con reusos inter­ medios, hasta el momento de su “descubrimiento” o exploración, excavación y nueva exhibición como sitio arqueológico abierto al público. Estas estruc­ turas en ruina ya no están sujetas al mantenimiento regular que tendría un edificio en uso; sus materiales han envejecido y suelen ser más frágiles, y se encuentran expuestos a la intemperie de maneras que nunca se previeron en el diseño original. Tal sería, por ejemplo, el caso de cabezales de muros que ya no cuentan con la protección de una bóveda o techo y cuyo núcleo está expuesto a filtraciones de humedad, crecimiento de plantas o anidación de animales. Desde la aparición de la arqueología y la conservación en la tradición oc­ cidental, se ha debatido mucho acerca de cómo enfrentarse a estos materiales para asegurar su preservación en el tiempo.

Los usos de la cal en el pasado y en los inicios de la conservación La cal fue uno de los principales morteros utilizados hasta principios del siglo xx. Diferentes culturas en todo el mundo generaron conocimientos especí­ ficos y modos de producción con este material, con formas de preparación y usos muy variados. Las excavaciones arqueológicas y los resultados de inves­ tigaciones que han involucrado a varias disciplinas han mostrado evidencias del uso de la cal desde épocas remotas en diferentes partes del mundo. Los elementos más antiguos que se han encontrado son pisos y aplanados sobre arquitectura de tierra en Lepenski Vir y en Çatal Hüyük, y muestran los ini­ cios en el uso de este material que permitió el desarrollo posterior de técnicas artesanales y artísticas sofisticadas, con una alta calidad en pinturas murales o de relieves de estuco. Los conocimientos y destreza obtenidos por el uso de la cal permitieron también la creación de morteros y aplanados muy resisten­ tes que facilitan su conservación incluso después de décadas de abandono: destacan por ejemplo los pisos conservados en antiguas ciudades mayas de México y Guatemala o acueductos y puentes romanos, como el Pont du Gard. Las técnicas utilizadas para elaborar estos distintos morteros a base de cal se empiezan a conocer mejor gracias a minuciosos trabajos de investigación en laboratorio y a las técnicas analíticas cada vez más refinadas que nos per­ miten una interpretación más avanzada de los resultados. Para algunas regiones, se cuenta con información escrita, con descrip­ ciones más o menos precisas de los materiales y técnicas utilizados. Sin duda

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las fuentes mejor conocidas son aquellas que produjo la civilización romana. Los textos de Vitruvius (1960) y Plinius (1983), entre otros, describen las formas de elegir la piedra caliza para obtener cal de buena calidad, así como detalles para su elaboración, preparación y uso. Gracias a la combinación de fuentes escritas y de análisis de laboratorio, se sabe de numerosas formas de preparar y combinar la cal con diferentes cargas para obtener morteros con color, textura, resistencia y porosidad espe­ cíficos (Elsen 2005: 1416-1417; Kanan 2008: 35). A estos dos materiales pri­ marios, con frecuencia se añadían otros aditivos cuya finalidad era modificar el comportamiento del mortero en función de requerimientos específicos. Se añadieron así materiales de diversos tipos, tales como polisacáridos (gomas y mucílagos de plantas), proteínas (caseína de leche o clara de huevo), aceites animales (pescado), vegetales (linaza) o grasas animales. También era común añadir fibras de origen vegetal (paja) o animal (crin, pelo) para una mejor ad­ hesión de los aplanados. Cada uno de éstos incide en el comportamiento de los morteros: definen su maleabilidad, consistencia, velocidad de fraguado, contracción durante el fraguado, durabilidad y resistencia ante el intemperis­ mo, entre otros (véase García y Jáidar, y Cruz Flores en este mismo volumen). El uso de materiales puzolánicos (puzolana: polvo de tabique, teja o cerámica, cenizas, trass o piedra pómez) que permitió generar morteros hidráulicos, favoreció el desarrollo de nuevos tipos de arquitectura. Entre los romanos, permitió la construcción de bóvedas, acueductos, puentes y puertos de mam­ postería, muchos de los cuales perduran hasta la actualidad. En muchas otras civilizaciones se desarrollaron y transmitieron los conocimientos en torno a la cal de manera oral, y por ello desafortunadamente se sabe mucho menos de los logros alcanzados en aquellas regiones. La cal se utilizó para construcción y protección de la mampostería, así como para fines decorativos o estratégicos. Existen registros del uso de capas de cal en algunos campamentos de las legiones romanas, cuando erigían mu­ ros de manera rápida o de muy baja calidad; utilizaban estos recubrimientos a base de morteros de cal para simular muros de mampostería más resistentes (Fidler 2002: 20). En la gran mayoría de los casos, estos diferentes componen­ tes, estructurales y de superficie no pueden considerarse de manera aislada, ya que actúan como un sistema dentro la construcción, cada uno con funcio­ nes específicas que permiten un mejor desempeño del todo. La cal también se utilizó tradicionalmente para darle mantenimiento a las estructuras de arquitectura de tierra o de mampostería. En numerosos sitios se ven capas sobrepuestas de aplanados, que indican esencialmente actividades de mantenimiento periódico. Hay también evidencias de reparaciones mayores efectuadas en la anti­ güedad. En Herculano, ciudad romana vecina de Pompeya y que también fue cubierta por lodos volcánicos durante la erupción del Vesuvio en 79 dC, se

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Figura 1. Reparación efectuada en una casa de Herculano (Italia), posiblemente después del terremoto ocurrido en el año 62 dC. El muro de toba fracturado durante el terremoto se reparó con un cosido de tabiques visibles en la parte superior.

ven intervenciones probablemente efectuadas para reparar daños generados por el terremoto de 62 dC, que generó grandes grietas en muros y aplana­ dos (figura 1). Para la Edad Media, en Londres, se conoce un decreto del rey Juan en el siglo xiii, en el cual ordenaba que las lechadas debían utilizarse de manera extensiva para reparaciones (y supuestamente como método para retardar el fuego) en construcciones de mampostería con marcos de madera (Fidler 2002: 20).

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Es factible pensar que en los inicios de la conservación y de la arqueo­ logía como disciplinas, la cal también se utilizara para estabilizar algunas de las estructuras recientemente excavadas, aunque no hay muchas evidencias de estas posibles intervenciones tempranas. En muchos sitios, en estas etapas iniciales de la arqueología, la tendencia fue más hacia extraer objetos y ele­ mentos de los sitios y llevarlos a las colecciones privadas o gabinetes de curio­ sidades. Se desarrollaron para ello técnicas para desprender pinturas murales y mosaicos en sitios como Pompeya y Herculano. La excavación, consolida­ ción estructural y conservación más sistemática de las estructuras y de sus elementos decorativos vendrían más adelante.

La llegada del cemento Aunque la cal siempre ha demostrado ser un excelente material de construc­ ción, también es cierto que su uso requiere conocimientos especializados, y su preparación y aplicación son extremadamente laboriosas. Demanda tiem­ pos extensos de hidratación de la cal apagada, un batido prolongado para preparar el mortero (y de preferencia sin añadir agua para obtener mejores resultados), y sobre todo en el caso de cal aérea, requiere una adecuada pre­ paración del muro y la aplicación de capas delgadas de mortero con tiempos de espera entre éstas para permitir la carbonatación de la mezcla, entre mu­ chas otras consideraciones. De allí que desde mediados del siglo xviii se experimentara en Europa para modificar las propiedades de la cal y obtener así materiales resistentes, cuyo uso fuera más sencillo. Los trabajos más importantes fueron los de John Smeaton (1756) y Louis Vicat (1812) (Ashurst 2001; Bennet 2005). La evo­ lución de estos experimentos llevó al desarrollo del cemento portland que, a partir de 1835, se convirtió gradualmente en el material dominante para la industria de la construcción (Callebaut et al. 2001: 397) Entre 1895 y 1910, sobre todo en Europa y después en otras regiones del mundo, la cal perdió su papel preeminente como mortero y material para aplanados ante la aparición y comercialización del cemento portland: su du­ reza y aparente resistencia, su facilidad de preparación y su fraguado rápido lo popularizaron rápidamente. Gracias a la estandarización de sus propie­ dades, se comercializó como un producto que proveía materiales especiales para requerimientos específicos. Se consideró al cemento como un material eterno, que solucionaría muchos problemas: era infinitamente más fácil su uso que el de morteros de cal, y sobre todo, por su rápido fraguado, permitía acelerar la velocidad de las construcciones nuevas, algo muy apreciado por los cambios generados con la Revolución Industrial, y más tarde por los re­

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querimientos de construcción después de los daños generados por la Primera Guerra Mundial. Sickels-Taves y Allsopp (2005: 7) recopilaron un gráfico en el que se muestra el desarrollo y producción arrolladores del cemento con respecto a la cal entre 1904 y 2000. El cemento desplantó a la cal y se convirtió en el ma­ terial emblemático de un siglo xx caracterizado por la velocidad y magnitud de construcciones y grandes obras de infraestructura, y en donde sus usos eran ilimitados. Su dominio implicó una pérdida paulatina en el uso y cono­ cimientos asociados con la producción, preparación y aplicación de morteros a base de cal, sobre todo en zonas urbanas. El uso del cemento se extendió no sólo en el área de la construcción, sino también en el campo de la conservación en todo el mundo. Se utilizó extensiva­ mente para consolidar edificaciones antiguas, así como para conservar elemen­ tos decorativos, tales como mosaicos, pinturas murales y relieves (figura 2). La facilidad y reducción en el tiempo de preparación y aplicación de los mor­ teros de cemento –que fraguan incluso cuando la cantidad de cargas (arena o polvo de piedra) o de agua no sean las adecuadas– generó una reducción progresiva en el uso de la cal para reparaciones, lo cual derivó en una pérdida

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Figura 2. Restauración de aplanados en las termas suburbanas de Herculano (Italia), con cemento.

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paulatina de los conocimientos para su buena preparación y aplicación, que va desde la selección y lavado de los agregados que se utilizarán como carga, hasta la preparación del muro en el que se aplicará (Pulga 2008: 64).

Problemas generados por el uso de cemento portland Aunque el cemento es un material estandarizado, su composición varió sig­ nificativamente a lo largo del siglo xx. Con el fin de mejorar algunas de sus características iniciales, y posiblemente para abatir costos, a la mezcla origi­ nal de cal y arcilla se han añadido numerosos aditivos que tienen repercusio­ nes importantes cuando se emplean en la conservación de edificios antiguos. De ser un material relativamente puro (aunque con una dureza excesiva), el nuevo compuesto complejo en el que se convirtió el cemento portland resultó ser extremadamente perjudicial en el campo de la conservación de edificios históricos y arqueológicos. Los resultados de intervenciones a nivel estructural y de acabados han demostrado que existe una incompatibilidad inherente entre el cemento y los materiales porosos de construcción (Ashurst 2007: 129), y esto se manifiesta a varios niveles. Existe una incompatibilidad mecánica por la resistencia mecánica y el módulo de elasticidad excesivo del cemento. Esto implica que, en caso de mo­ vimientos estructurales (por movimientos del subsuelo, sismos o simplemen­ te por expansión térmica de los materiales), los daños tenderán a generarse en la zona menos resistente, es decir, en los materiales porosos originales (To­ rraca 1998: 10). El uso del cemento, y en particular del concreto armado, modificó radi­ calmente la manera de concebir las intervenciones estructurales. Hubo un abandono progresivo de las técnicas tradicionales de construcción y de inter­ venciones con materiales similares. Esto significó la pérdida de conocimientos del comportamiento de muchos materiales de construcción, así como del me­ canismo de construcción de las edificaciones antiguas. De acuerdo con Gizzi (1988: 103), con frecuencia se buscó realizar restauraciones de estructuras antiguas con esquemas propios de los materiales modernos. La excesiva rigi­ dez del concreto armado, que no permite que se adapte al movimiento de las edificaciones históricas o arqueológicas (que tienen un comportamiento más plástico), ha tenido efectos negativos. En el caso de zonas sísmicas en parti­ cular, esta excesiva rigidez del concreto armado, aunada al peso adicional que implica para la estructura y a la disrupción del sistema constructivo original, ha terminado con el colapso de los elementos que se pretendían proteger. Existe también una incompatibilidad física entre el cemento y la mampos­ tería realizada con materiales porosos. El cemento tiene un mayor coeficien­

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te de expansión térmica, por lo que tenderá a moverse de manera diferente que los materiales originales (Torraca 1998: 10). Esto puede generar fisuras o grietas en los materiales antiguos, o bien puede producir separaciones entre el cemento y éstos. Esto se ve de manera bastante común a nivel de juntas nuevas aplicadas con morteros de cemento: se separan ligeramente de las piedras, lo cual permite el ingreso de agua de lluvia en su interior. El cemento es también menos poroso que los morteros a base de cal. Permite la absorción y penetración de agua o humedad, pero por sus propie­ dades, obstaculiza la evaporación (Torraca 1998: 10). Favorece de este modo la encapsulación de agua. El cemento actúa en gran medida como un canali­ zador y captador de humedad en el interior de los muros, acelerando con el tiempo el deterioro de la piedra y mortero originales (Balenquah 2008: 148). Esta humedad podrá permanecer en el interior de los muros y, cuando se den las condiciones ambientales requeridas, la evaporación tenderá a efectuarse en los materiales originales, más porosos (figura 3).

Figura 3. Reconstrucción de pilar con tabique y cemento en el sitio de Diana-Karatas (Serbia). Las sales solubles del cemento tienden a cristalizar sobre el mortero y tabiques originales.

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Figura 4. Uso de cemento en los cabezales de los muros en Ostia Antica (Italia). El cemento se mantiene, mientras que el material original se ha perdido.

Por último, existe una incompatibilidad química. Durante el fraguado del cemento se forman sales solubles debido a su composición. Dado que el cemento no permite la evaporación de vapor de agua, estas sales se transmi­ ten a los materiales circundantes (por donde se tenderá a evaporar el agua), generando daños por cristalización (Torraca 1998: 10; Ballard 2004; Durnan y Muir 2006: 81) (figura 4). Cuando se eliminan juntas de cemento, tarea complicada por su excesiva dureza, es frecuente encontrar que las piedras debajo de éste, en particular en el caso de piedras suaves, como la caliza, están alteradas por la cristalización de sales en la interfase (Strachey 2006). Todos estos daños son visibles en mayor o menor grado en sitios arqueo­ lógicos alrededor del mundo en donde se emplearon el cemento y el concreto armado para tratar de estabilizar y conservar tanto estructuras como elemen­ tos decorativos. Sin embargo, a pesar de que se han visto y demostrado estos efectos dañinos, el atractivo de la facilidad de uso del cemento, y la ilusión

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generada por un material “duro y resistente” no han facilitado su erradicación en la conservación de estructuras históricas y arqueológicas.

Avances y retrocesos en el lento retorno hacia la cal Se dieron llamados muy tempranos para tener cuidado con el uso de nuevos materiales por su posible incompatibilidad con los tradicionales, así como re­ comendaciones para regresar al uso de la cal para la conservación de estruc­ turas históricas. A mediados del siglo xviii, E. Viollet-le-Duc sugería cautela con el uso de elementos de hierro en contacto con la mampostería, dado su comportamiento diferente ante variaciones climáticas y estáticas. Más ade­ lante, a inicios del siglo xx, la Society for the Protection of Ancient Buldings (spab) replanteó el uso de lechadas de cal y lo sugirió en la conservación de edificios (Drury 2006: 35). Sin embargo, estas recomendaciones no tuvieron ningún efecto significativo y el cemento continuó empleándose de manera predominante. En esa época parece haber existido una confianza ilimitada hacia los ma­ teriales nuevos. Algunos de los casos más emblemáticos del uso extensivo del cemento son, sin duda, las reconstrucciones efectuadas por A. Evans en Cno­ sos, quien preconizaba una “nueva era de las reconstrucciones gracias al uso del concreto armado” (Gizzi 1988: 110), y las de N. Balanos en el Partenón. La Carta de Atenas, redactada después del Congreso Internacional de Restau­ ración de Monumentos (1931), aprobó el “uso juicioso de todos los recursos de la técnica moderna, y más especialmente del concreto armado”. Aunque hubo algunos participantes en el Congreso que cuestionaron la adecuación de estos materiales, el texto redactado en la Carta pareció dar luz verde al uso del cemento. Cinco décadas después, los efectos dañinos del cemento y las presiones crecientes en el patrimonio arqueológico llevaron al replanteamiento de estas sugerencias y se redactaron nuevos documentos internacionales, que sugirie­ ron nuevas alternativas para la conservación. Entre estos documentos des­ tacan las Recomendaciones de la unesco sobre Principios Internacionales Aplicables a Excavaciones Arqueológicas (1956) y la Carta de Venecia (ico­ mos 1964). Esta última preconizó el uso de materiales modernos “sólo cuan­ do los materiales tradicionales se revelen inadecuados, pero se debe verificar la eficacia de esos materiales con datos científicos y deberán estar garantiza­ dos por la experiencia” (icomos 1964). La investigación extensiva realizada por Robert y Eve Baker en Bristol, a partir de la década de 1950, fue determinante para definir y probar métodos diversos de usos de la cal. Esta investigación culminó con el proyecto pio­ nero de conservación de estatuas de los siglos xiii y xiv en la fachada de la

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Catedral de Wells, en las décadas de 1970 y 1980. El método desarrollado se llamó lime system o sistema de la cal, que se extendió después a muchos otros sitios en Inglaterra (Durnan 1997: 85). Este sistema incluía el usos de em­ plastes de cal caliente (hoy en día fuera de uso) para la limpieza de piedra,1 el agua de cal para la consolidación superficial,2 morteros para juntas y resanes, y recubrimientos finos para la protección superficial de esculturas o relieves (Durnan 1997: 6; Fidler 2002: 19). Otra investigación que marcó un giro importante gracias a su impacto internacional fue aquella lanzada por Giorgio Torraca en iccrom para rem­ plazar el cemento en la conservación de estructuras antiguas. Su propuesta se centró en investigar las características de los morteros a base de cal (Guichen y Nardi 2008: 9). La publicación (iccrom 1982) del simposio organizado en 1981 muestra el interés por tratar de utilizar la cal como base para las inter­ venciones, pero a la vez, la cautela que aún existía en torno a las propiedades de este material. En una época en que aún no se rescataban los conocimientos perdidos en torno a la cal, y en que se estaban desarrollando y comercializan­ do numerosos productos nuevos con posibles aplicaciones para la conser­ vación (en particular todos los polímeros sintéticos), se buscó “mejorar” las propiedades de la cal con diversos componentes en los morteros, incluyendo la adición de pequeñas cantidades de cemento blanco o de diferentes políme­ ros sintéticos para optimizar su dureza, fraguado o fluidez. De manera paralela a estas investigaciones, se creó el Comité Internacio­ nal para la Conservación de Mosaicos a raíz de otra conferencia organizada por iccrom en 1977 para proteger este tipo de vestigios. En ésta, se prohibió enfáticamente el uso de cemento para la conservación de mosaicos (Guichen y Nardi 2008: 10) por sus efectos dañinos. Asimismo, se generaron nuevos documentos internacionales que reco­ mendaron que se integraran cada vez más la conservación y la arqueología y que se realizaran intervenciones con materiales más compatibles con las técnicas tradicionales, entre los cuales destacan la Carta de Burra (1979) y la carta de icomos sobre gestión de patrimonio arqueológico (1990). A partir de 1986, English Heritage desarrolló un ambicioso proyecto, el proyecto Smeaton, al que después se sumarían iccrom y la Universidad de Bournemouth. Su objetivo era contribuir a la comprensión de las caracterís­ ticas y comportamiento de morteros a base de cal para la conservación de edificios históricos (Teutonico et al. 2000: 33). La primera fase del proyecto  Esta limpieza consistía en la aplicación de cal viva cuando está caliente, en forma de emplasto que se mantenía húmedo por dos o tres semanas, y que después se humec­ taba y secaba en intervalos específicos. 2  El agua de cal se ha utilizado en numerosos países como un material para consoli­ dación. El principio es que el agua, rica en hidróxido de calcio, se deposita y absorbe en piedra y en aplanados deteriorados y carbonata en contacto con el aire. 1

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utilizó como estudio de caso el Muro de Adriano, en el norte de Inglaterra, en donde había numerosos daños ocasionados por la aplicación de morte­ ros de cemento a nivel de juntas. El reconocimiento de estos daños llevó a tratar de excluir todos los morteros a base de cemento en esta muralla romana. Sin embargo, los primeros intentos por efectuar intervenciones con morteros a base de cal no fueron del todo exitosos, debido a su poca resis­ tencia ante heladas (Teutonico et al. 2000: 33). Lo mismo sucedió en algunos otros sitios: la falta de práctica y conocimientos sobre estos morteros llevó a descartar su uso por algunas décadas más. El proyecto Smeaton ofreció datos importantes sobre el uso de diversos tipos de morteros y su comportamiento. Mostró además los efectos negati­ vos de tratar de crear mezclas de morteros a base de cal y de cemento (Teu­ tonico et al. 2000: 27). A raíz de los efectos frecuentemente devastadores del cemento en las estructuras históricas, y por los resultados observados en numerosos sitios arqueológicos e históricos, en diferentes partes del mundo se ha buscado recu­ perar conocimientos o revivir tradiciones sobre diferentes modos de preparar la cal y utilizarla para tratamientos de conservación. Se ha requerido mucha investigación, tanto por la pérdida de conocimientos y usos tradicionales como por la práctica que se dio, en muchos países y en varias épocas, de eli­ minar aplanados originales para dejar al desnudo los materiales de mampos­ tería, lo cual limitó los materiales para analizar y las evidencias de aplicación (Bachelet 1999: 28). Las investigaciones de historia oral, en archivos y en laboratorio se han centrado en varios aspectos: Calcinado. Se ha buscado comprender el impacto de los hornos tradi­ cionales en comparación con hornos modernos, ya que la temperatura y el modo de calcinación afectan la reactividad y absorción de agua de la cal viva durante su apagado. Apagado de la cal. Los estudios de técnicas antiguas y los análisis de labo­ ratorio han mostrado que puede influir la calidad del agua de apagado (Elert et al. 2002: 64-65). También se han redescubierto conocimientos fundamen­ tales, como la importancia de agitar la mezcla durante el apagado o la obten­ ción de mejores resultados si se pulveriza la cal viva (un método conocido por los griegos) (Elert et al. 2002: 64). Tiempo de “podrido” o envejecimiento de la cal, es decir, el tiempo que debe permanecer la cal apagada bajo agua, antes de utilizarla. Plinius (1983), Vitruvius (1960) y Alberti mencionan el requerimiento de tiempos prolonga­ dos para obtener mejores resultados; la ley romana pedía un mínimo de tres años; Ashurst (1990: 90) recomienda un mínimo de tres meses. Lo que ya se sabía en la antigüedad de manera empírica se comprobó por medio de aná­ lisis de laboratorio. Un tiempo prolongado en agua mejora las características

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del mortero que se prepare con la cal, el cual tendrá una mejor maleabilidad y plasticidad, un mejor desempeño general debido a la reducción del tamaño de los cristales (aumenta la superficie específica y por lo tanto hay una mejor retención de agua), así como una mejor carbonatación y dureza (RodriguezNavarro et al. 1998: 3033; Cazalla et al. 2000: 1074-1075; Faria et al. 2008: 345). Preparación de morteros. También se ha visto que puede haber una gran diferencia en función de las formas y tiempos de preparación de los morteros: tienen relevancia la limpieza y preparación preliminar de las cargas y el cer­ nido de la cal, la forma y tiempo de batido del mortero, la importancia de no añadir agua durante la preparación. Cuando se preparan grandes cantidades de mortero, también se obtienen resultados diferentes en función del tipo de mezcladora utilizada. Las investigaciones teóricas y aplicadas han buscado comprender las po­ sibilidades y limitantes en el uso de productos de la cal: • • • • • •

Agua de cal para consolidar piedra caliza, aplanados y relieves. Morteros para inyecciones en el interior de estructuras (con cales hi­ dráulicas) (Ashurst y Ashurst 1988: 29-30). Morteros como adhesivos, para aplanados (con cales aéreas o hidráu­ licas). Morteros para juntas a nivel estructural (con cales aéreas o hidráu­ licas). Morteros para aplanados y estucos (pueden ser empleados como re­ sanes, como capas de sacrificio o capas de protección ante factores ambientales). Lechadas de cal como capas de protección (Drury y Durnan 2000: 154) o decorativas (lechadas combinadas con pigmentos).

Los tratamientos de conservación variarán de acuerdo con la naturaleza de los materiales originales (características físicas y mecánicas de la estructu­ ra) y de su contexto ambiental, de las condiciones en las que están dispuestos (muros expuestos o techos conservados…) y del estado de conservación de los materiales. Aunque no se pueden estandarizar los requerimientos para cada caso, se buscan esencialmente diferentes características: •

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Cuando los morteros están en estado plástico, se busca: • para inyecciones, mantener la fluidez para que el mortero pene­ tre adecuadamente. En mucho casos, se desea que sea posible inyectarlo (dependerá de la viscosidad de la mezcla, así como del tamaño de sus partículas);

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•

• un comportamiento mecánico compatible con los materiales originales. Cuando fragua el mortero, se busca: • la capacidad de fraguar en contacto con aire (para morteros su­ perficiales) o sin aire y en presencia de humedad (para morteros de inyección o capas de mortero internas), • un encogimiento o contracción mínima, • un material que permita la respiración del muro y de los apla­ nados, • una resistencia variable, por lo general ligeramente inferior a los materiales originales, • un aspecto final que se integre con los materiales originales (tan­ to en color como en textura).

Para obtener esos materiales, se ha generado una gran cantidad de inves­ tigaciones en laboratorio, así como la recopilación de métodos y técnicas tra­ dicionales, en ocasiones aún en uso. En diferentes laboratorios se han efectuado análisis para conocer la com­ posición, química y mineralógica, la granulometría y las dosificaciones (cal/ cargas) de los morteros, así como estudios de procedencia de materiales. En campo, se ha buscado la recuperación de conocimientos tradicionales sobre modos de preparación de la cal, y en particular, sobre diferentes tipos de aditivos (Ventolà et al. 2011: 3317) que modifican las propiedades: cambio en la velocidad de fraguado, maleabilidad o plasticidad, encogimiento, dure­ za y resistencia… En algunas regiones, se conservaron conocimientos asociados con los usos de la cal. En China, por ejemplo, existe una tradición oral, con descrip­ ciones que se transmiten de generación en generación de artesanos (Liu 2000: 435). Estas descripciones incluyen cuestiones sobre el apagado de la cal y so­ bre la preparación (ingredientes y proporciones) y el uso de 9 tipos de lecha­ das y 18 tipos de morteros (Liu 2000: 236-237). Algunos de estos morteros incluyen el uso de aditivos, como por ejemplo aquellos que le confieren un carácter hidráulico a la cal, o bien componentes que mejoran la impermeabi­ lidad de los morteros (añadiendo aceite del árbol Tong o sangre de cerdo); también incluye la incorporación de fibras en los morteros (Liu 2000: 437). Además de esta recuperación de conocimientos tradicionales, también se han generado investigaciones para analizar los morteros específicos uti­ lizados en diversos sitios, con el fin de comprender técnicas constructivas, variaciones en el uso de los morteros en función de los tipos de estructuras o de la localización de estos morteros dentro de una misma estructura: para aplanados en el interior o exterior de edificios, para pisos o para bóvedas. Esto ha permitido comprobar la enorme variedad y destreza desarrollada en

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muchas regiones a partir de un mismo material de base. Los tipos de mez­ clas dependen en gran medida de los materiales disponibles en la región, en particular las cargas y los componentes puzolánicos (Matero 2001: 11; Griffin 2004: 32), cuyo efecto pudo haber sido consciente o accidental. Otros tipos de aditivos, para modificar las propiedades de la cal durante su preparación y uso o para lograr determinados colores, reflejan las investigaciones rea­ lizadas por grupos humanos en diferentes partes del mundo, para obtener resultados adecuados para sus condiciones ambientales. La variedad de estos aditivos es enorme, y sin duda seguirá creciendo conforme se efectúen in­ vestigaciones más profundas. En Zanzibar, investigaciones realizadas en los morteros de las construcciones tradicionales permitieron, por ejemplo, defi­ nir que se empleó sulfato de cobre, cuya función es a la vez fungicida y para dar una coloración blanca menos encendida; también utilizaron residuos de algas hervidas y azúcar para conseguir aplanados más resistentes a la erosión (Holmes y Schilderman 1997: 43). Muchas de las investigaciones, en particular aquellas realizadas en Eu­ ropa desde la segunda mitad del siglo xx, mejoraron el conocimiento de las fuentes existentes de cal. Algunos países, como el Reino Unido, realizaron un catálogo de las localidades con producción de cal y de sus características. Así, varios de estos países desarrollaron cales con fines específicos para la conservación, cuyo uso se extendió a distintas naciones circundantes. Estos materiales ofrecen la ventaja de tener una producción con un control de cali­ dad, lo cual otorga una buena homogeneidad en las intervenciones y permite evaluar sus resultados a lo largo de periodos largos, ya que se sabe que se está trabajando con los mismos materiales. Se han generado también productos premezclados para una variedad de tratamientos. Resultan muy prácticos, por lo que han tenido una buena aceptación en el campo de la conservación. Sin embargo, este tipo de materiales tiene dos inconvenientes. En muchos ca­ sos, los productores indican los posibles usos para los que fueron creados y las condiciones en las que deben aplicarse, pero no ofrecen especificaciones sobre su contenido; no siempre se sabe exactamente lo que se está aplicando y, por lo tanto, no siempre se pueden interpretar los resultados obtenidos: el producto funciona o no, pero no se tienen los elementos para definir cuáles fueron los mecanismos que llevaron a ello. El otro inconveniente es su precio elevado, en caso de importación. De ahí que en algunos países se realicen investigaciones para conocer los materiales disponibles a nivel local que permitan generar proyectos más sustentables de conservación y de mantenimiento. Algunas de estas investi­ gaciones se combinaron con proyectos para mejorar la producción de la cal, con hornos tradicionales más eficientes en la combustión y con un mejor empaquetado (Holmes y Schilderman 1997: 45).

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La cal es un producto complejo que no permite el uso de recetas prede­ terminadas. Se requiere ante todo comprender las características de los mate­ riales originales, la problemática de conservación y las propiedades de la cal y otros materiales disponibles. Se busca así tener cada vez más morteros a base de cal, que permitan una continuidad en el comportamiento de los materiales originales y que, en caso necesario, sean estos morteros los que absorban los posibles daños. Sus características dependerán de: • • • •

las características de los materiales antiguos (físicas, químicas, mi­ neralógicas), las condiciones ambientales en el lugar de intervención (presencia de humedad de diferentes fuentes, de sales, presencia de heladas o temporadas largas de invierno…), el estado de conservación de los materiales antiguos, la función del nuevo material.

Aún existen numerosos aspectos de la cal por investigar, y es necesaria una mejor difusión de los conocimientos existentes en diferentes regiones, pero sin duda se tiene hoy en día la certeza de que con la cal se puede obtener un gran abanico de materiales para la conservación de estructuras antiguas. El llamado a un retorno al uso de la cal se ha extendido hacia la industria de la construcción, pues se plantea que puede tener un menor impacto ecológico. Su producción requiere de temperaturas más bajas que para el cemento (Ka­ nan 2008: 26), el costo de su transporte es también menor (ya que tiene una densidad menor al cemento) y tiene rasgos que mejoran el aislamiento térmi­ co, la reducción de infestaciones de insectos y una mejor salubridad. Aparece así como un material más “verde” –en sintonía con las preocupaciones que existen a nivel global sobre el deterioro de nuestro entorno, cuya consecuencia más visible es el cambio climático– que podría llevar a nuevas conductas más amistosas para nuestro ambiente.

Consideraciones finales La cal es sumamente noble, sus usos en la conservación de estructuras ar­ queológicas e históricas puede asegurar una buena compatibilidad y conti­ nuidad en el comportamiento de las mismas. Es importante recordar que en la antigüedad (como ahora en algunos sitios) las fuentes de materia pri­ ma para la producción de cal no siempre eran completamente puras, por lo que los materiales tampoco fueron siempre homogéneos. Al buscar nuevos morteros para la conservación, no siempre se repiten al 100 % las caracte­ rísticas de los originales; deben formularse para que sean compatibles con

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la composición de éstos, adecuarse a sus necesidades y presentar una buena resistencia a agentes de alteración y deterioro (Kanan 2008: 38). Sin embargo, es un material que requiere conocimientos específicos y mucho cuidado en su fabricación, almacenamiento, preparación y uso para obtener los resultados deseados. No existe una cal genérica ni un único modo de preparación. La calidad del mortero dependerá de la homogeneidad del quemado de la piedra, del proceso de apagado, de la proporción y naturaleza de los agregados y del cuidado en la preparación (debe ser lo más uniforme posible) de la cal con los agregados, así como del cuidado y tiempo dedica­ dos a su aplicación y secado (aquí influyen las condiciones de humedad y temperatura). En función de su manufactura y preparación y modo de aplicación, se puede obtener un sinnúmero de tipos de morteros o aplanados con caracte­ rísticas y comportamientos completamente distintos, que se pueden utilizar en diferentes contextos de conservación. El uso de morteros a base de cal no permite soluciones “eternas”, por lo que el cuidado continuo y un manteni­ miento periódico son dos requisitos esenciales (Fidler 2002: 24; Teutonico y Nardi 2008: 327). El retorno al uso de la cal ha sido lento, pero ofrece hoy en día el camino más seguro y viable para la conservación de las estructuras y elementos de­ corativos, y por consiguiente, para la transmisión de los mensajes contenidos en ellos, tanto para los usuarios actuales como para las generaciones futuras.

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El mucílago de nopal como aditivo de las pastas de cal empleadas en conservación Sandra Cruz Flores Coordinación Nacional del Patrimonio Cultural inah

Introducción En el campo de la conservación del patrimonio cultural inmueble e inmueble por destino, el empleo de pastas de cal para diversos procesos como el ribe­ teo, el resane, la inyección para consolidación de muros, la elaboración de recubrimientos de sacrificio o la reposición volumétrica de elementos dete­ riorados, entre otros, es un recurso aceptado y ampliamente utilizado por los profesionales de este campo. No obstante, si bien se cuenta con una amplia tradición en el uso de pastas con cal como cementante, reportándose gene­ ralmente resultados satisfactorios, a lo largo de las experiencias prácticas se han reconocido también problemas comunes que se presentan tanto en el manejo como en la aplicación de estas pastas, así como sus características una vez fraguadas. Entre estas limitaciones, son recurrentes las siguientes: Tiempo de manejabilidad. En este sentido, en el trabajo práctico se ha ob­ servado que el tiempo del que se dispone para el manejo y aplicación de la pasta o mortero a base de cal llega en ocasiones a resultar limitado, sobre todo cuando se requiere trabajar áreas amplias o abordar reposiciones volumétri­ cas. Además, se ha observado que el tiempo de manejabilidad se reduce con­ siderablemente en condiciones de aplicación a temperaturas altas, así como en contextos caracterizados por clima cálido. Adhesión al sustrato. En el seguimiento de diversos trabajos de conserva­ ción se ha reportado como defectuosa la adhesión o el anclaje de las pastas de cal al sustrato o material original. Esta problemática se ha presentado, en algunos casos, desde el mismo momento de su aplicación, además de que este defecto en la intervención de conservación se ha llegado a observar clara­ mente una vez fraguadas las pastas, registrándose incluso su desprendimien­ to debido a su propio peso o al ser sometidas a esfuerzos mínimos.

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Grado de contracción. Tanto durante los procesos de manejo y aplicación de las pastas de cal, como a través de su proceso de fraguado, se ha constatado que los elementos integrados con éstas, como son los ribetes, resanes o reposi­ ciones volumétricas, entre otros, sufren cambios dimensionales, registrándose diversos grados de contracción. Ello implica que, en su manifestación más seve­ra, no sólo se deforman los elementos aplicados, sino que terminan por ser inservibles en cuanto a la función para la que fueron aplicados en térmi­ nos de conservación y/o restauración. Las contracciones más severas llegan incluso al desprendimiento y desintegración de estos elementos. Agrietamiento. Éste constituye uno de los principales problemas a los que hay que hacer frente cuando se aplican pastas de cal; es sumamente recurren­ te y en muchos casos resulta difícil de controlar. A veces es necesario resanar los elementos colocados como parte de los procesos de conservación, aun en una misma temporada de trabajo, por la aparición rápida de fisuras y grietas durante su fraguado; y en otros casos, incluso ha sido necesario eliminar estos elementos y volver a trabajar las zonas. Pulverulencia. Otro de los problemas comunes que se observan en las pas­ tas de cal consiste en que durante el proceso de fraguado o una vez fraguadas éstas, presentan pulverulencia en diversos niveles de gravedad. Ello afecta no sólo las características a nivel de superficie, sino incluso la consistencia gene­ ral de los elementos trabajados con este material. Resistencia mecánica. Es común encontrar que las pastas a base de cal em­ pleadas en conservación, una vez que han fraguado, no presentan la resis­ tencia mecánica requerida para cumplir con la finalidad para la que fueron aplicadas. Los elementos con baja resistencia han tenido que ser retirados en varios casos, requiriéndose volver a realizar el proceso de aplicación de nuevas pastas con alguna reformulación, consistente generalmente en el cambio de proporciones o características de las cargas o de la cal como cementante. Ante esta situación, si bien se reconoce la amplia y probada utilidad de la cal en conservación, también las problemáticas verificadas en las diversas experiencias prácticas han llevado a buscar formas de mejorar las caracterís­ ticas de las pastas o morteros con la finalidad de eliminar, o en su caso dismi­ nuir o controlar los problemas arriba citados; una de las alternativas que se ha explorado es el uso de aditivos, entre ellos el mucílago de nopal.

El mucílago de nopal como alternativa de aditivo para la cal En búsqueda del mejoramiento de las características de las pastas de cal se ha recurrido, entre otras alternativas, a una mejora en la selección de la piedra caliza como materia prima de partida, así como al control de su procesamien­ to para la obtención de la cal. También se han empleado diversas formulacio­

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nes de las pastas modificando el tipo de cargas o las proporciones entre éstas y el cementante; además se ha buscado el desarrollo de técnicas cuidadosas de aplicación. No obstante estas mejoras, algunos de los problemas ya descritos persisten. Por ello, se ha recurrido a conocimientos y materiales naturales emplea­ dos tradicionalmente en la construcción en México y éstos se han extrapo­ lado y adaptado al campo de la conservación. Destaca en esta búsqueda de mejores alternativas el empleo de aditivos naturales para la cal, sobresaliendo en ello la denominada baba de nopal. Así, partiendo del entendido de que un aditivo es todo material o sustan­ cia que se agrega en pequeña cantidad para modificar propiedades específicas de otro material o para mejorar sus características, el empleo del mucílago de nopal como aditivo en las pastas a base de cal se ha enfocado a facilitar su manejo y aplicación, así como a mejorar sus propiedades una vez fraguadas. El empleo del mucílago de nopal obedece a diversas razones: por una parte, se conocen referencias a su uso ligado a la cal desde la época prehispá­ nica, tanto en aspectos constructivos y de elaboración de pinturas murales (Magaloni 1994, 1995; Toscano 1984) como de mantenimiento de inmue­ bles. Esta tradición que se continuó con adaptaciones incluso en la época colonial, periodo histórico para el que sobre todo está registrada en las edifi­ caciones de conjuntos conventuales y en la realización de sus pinturas mura­ les (Allen 1977; Ashwell 2003; Carrillo y Gariel 1983; Wright 1998). Por otra parte, diversos usos de la baba de nopal han continuado a través del periodo histórico y hasta la actualidad a través de las técnicas tradiciona­ les de construcción en nuestro país, transmitiéndose los saberes de genera­ ción en generación, en mayor medida a través de la tradición oral, de tal suerte que han llegado hasta nuestros días conocimientos de su empleo para usos tan diversos como aditivo tanto en la formulación de pastas de cal para elabo­ ración de aplanados, morteros de rejunteo y resane, como en aplicaciones de acabado tales como la pintura a la cal, entre otros. Otra de las razones es que el nopal, una planta cactácea (Opuntia spp.), se encuentra fácilmente por todo el territorio mexicano. Si bien sus diversas especies están adaptadas morfológicamente a regiones áridas y semiáridas y a condiciones específicas, como escasa disponibilidad de agua y entornos de temperaturas extremas, algunas especies han colonizado ambientes con ma­ yor disponibilidad de agua. Así, el género Opuntia presenta en la actualidad una amplia distribución geográfica que prospera en gran parte del territorio nacional. Entre las especies más extendidas se encuentran: Opuntia ficus-indica (nopal tuna blanca), Opuntia megacantha (nopal de Castilla), Opuntia robusta (nopal tapón), Opuntia leucotricha (nopal blanco) y Opuntia streptacantha (nopal charola) (Flores y Aguirre 1979; Granados y Castañeda 1997). Además, se encuentra no sólo en zonas cultivadas sino de manera silvestre.

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Para ejemplificar su amplia distribución, basta mencionar que se estima que hay más de tres millones de hectáreas de nopaleras silvestres en México y que de manera controlada constituye un cultivo muy extendido en todo el país (Blanco y Valdez 2009: 4).

Características morfológicas y componentes químicos del nopal y su mucílago El nopal presenta en todas sus especies y variedades caracteres xeromórfi­ cos relacionados directamente con una máxima eficiencia en la absorción y almacenamiento de agua, característica asociada con su suculencia y que es fundamental en la formación del mucílago en su parte aérea, gracias a la proliferación celular masiva de tejidos parenquimatosos asociados con el au­ mento en el tamaño de las vacuolas y a una disminución de los espacios in­ tercelulares. En cuanto a su composición química, junto al alto contenido de agua –incluso mayor a 90 % en varias especies–, destacan como componentes mi­ nerales el calcio y el potasio, además de magnesio, sílice, sodio y en menor cantidad fierro, aluminio y manganeso. Estos componentes predominan en forma de carbonatos, seguidos de cloruros y sulfatos y en menor grado de fosfatos. También participan en la composición del nopal un significativo contenido de carbohidratos (monosacáridos, disacáridos y polisacáridos), al­ midón, fibra cruda (mezcla de celulosa y lignina), sustancias pécticas y ácidos orgánicos, entre otros derivados de los procesos metabólicos (Bravo-Hollis 1978: 62; Hernández et al. 1987; Blanco y Valdez 2009: 5).

Figura 1. Núcleo de la molécula del mucílago de nopal. Especie Opuntia ficusindica. Imagen: Antonio Tapia (1987).

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Figura 2. Morfología comparativa entre cladodios de nopales en diferentes etapas de desarrollo. Basado en Torres et al. (2010).

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En cuanto al mucílago, es un polímero cuyo peso molecular oscila alrede­ dor de 13x106 g/mol (Arizmendi 2004) y está formado por polisacáridos em­ parentados con las pectinas, variando los tipos de azúcares constitutivos y sus porcentajes dependiendo de la especie de nopal. Por ejemplo, los análisis del mucílago de Opuntia ficus-indica han mostrado que éste se encuentra formado principalmente por glucosa y arabinosa, mientras que el mucílago de Opuntia tomentosa se constituye principalmente de glucosa, arabinosa y galactosa (Bravo-Hollis 1978: 66) (figura 1). Los estudios realizados en una amplia variedad de especies del género Opuntia han permitido identificar, con base en análisis de cromatografía del mucílago hidrolizado, la presencia de cuatro monosacáridos principales: ramnosa, galactosa, arabinosa y xilosa. Ello demuestra una composición quí­ mica muy parecida para un número grande de especies (Bravo 1978; Borrego y Burgos 1986: 111; Martínez 2009). Para la obtención del mucílago de nopal se emplean las pencas o raque­ tas denominadas botánicamente como cladodios. Estos elementos de la planta de nopal están integrados morfológicamente por varias capas: el tejido epi­ dérmico en contacto con el medio externo que tiene células con membranas revestidas de una gruesa película de cutina, sobre la que se deposita un re­ vestimiento ceroso en forma de escamas diminutas o de gránulos muy finos. Debajo se presenta una capa de células que constituye la hipodermis con in­ clusiones cristalinas de oxalato de calcio. Después aparece el tejido colenqui­ matoso que da resistencia y solidez, seguido del parénquima en empalizada

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o clorofiliano, formado por varias capas de células prismáticas con abundan­ tes cloroplastos en los que hay pigmentos clorofiloides y pigmentos carote­ noides. Debajo se encuentra el parénquima colector o parénquima blanco con células grandes esferoidales, mucilaginosas y turgentes por la gran cantidad de agua con diversos polisacáridos almacenados. Junto con ello se presenta el tejido conductor con haces liberoleñosos, integrando un cilindro reticulado y aplanado de acuerdo con la forma del tallo (Bravo-Hollis 1978: 34-35). Justo a partir de las grandes células mucilaginosas del parénquima co­ lector es de donde se obtiene el mucílago que es de interés en el campo de la conservación (figura 2).

Métodos tradicionalmente empleados para la obtención de la baba de nopal En las distintas regiones del país, existen diversos métodos para la obtención de la llamada baba de nopal, aditivo para la cal de amplio uso en la construc­ ción tradicional y en las labores de mantenimiento y conservación de inmue­ bles. Al respecto, en referencia a un proceso de extracción registrado desde la época colonial, y que ha tenido continuidad de forma tradicional, Carrillo y Gariel expresa: el proceso de extracción de la baba de nopal es fácil y cómodo; se reduce a cor­ tarlo en pequeños fragmentos, agregarle un poco de agua y dejarlo en macera­ ción, hirviéndolo después con objeto de extraer la mayor cantidad de líquido. Si se dispone de prensas, la extracción se hace en frío con ventajosos resultados (Carrillo y Gariel 1983: 74).

Actualmente, así como en el ámbito de la construcción, las personas que emplean la baba de nopal la obtienen, procesan y aplican de distinta forma. Al extrapolar estos métodos hacia el campo de la conservación y restauración del patrimonio cultural ha ocurrido algo similar: se emplean formulaciones diversas dado que los especialistas se han apoyado en el saber tradicional de la localidad o la región en donde realizan sus trabajos, partiendo de las formas probadas por los lugareños y adecuándolas a las necesidades de cada caso. A pesar de esta diversidad, podemos señalar los procedimientos más ge­ neralizados que se emplean en el campo de la conservación para la obten­ ción y procesamiento de la baba de nopal, partiendo todos ellos del hecho de que el mucílago es una sustancia que en contacto con el agua forma una dispersión viscosa y posee una gran facilidad de embeberla; por ello, también es conocido como hidrocoloide, ya que entre sus propiedades, además de la

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retención de agua, se encuentran la gelificación, el aumento de viscosidad y la estabilización de emulsiones (Martínez 2009: 120). Así, los métodos que a continuación se señalan, se basan en la incorpora­ ción del nopal en agua para que se libere el mucílago: 1. Empleo de pencas cortadas en pequeñas porciones e incorporándo­ las en agua (cuyo nivel debe cubrir completamente al nopal) a tem­ peratura ambiente. Se deja por un lapso variable de tiempo para que se libere la baba. Posteriormente se separa el líquido viscoso de los residuos sólidos del nopal y éste queda listo para su uso como aditivo. Dentro de este método hay dos variantes: la primera, y que es la em­ pleada en forma más extensiva, es usar la baba obtenida a partir de una corta espera de pocos días (generalmente de 1 a 8 días), periodo en el que presenta alta viscosidad; la segunda, menos común, es es­ perar por un periodo cercano a un mes, tiempo en el que se verifican diversos procesos de descomposición y fermentación obteniéndose así un líquido con baja viscosidad y en ocasiones con olor fuerte que es el empleado como aditivo. 2. Cortando las pencas de igual forma que en el método anterior e in­ corporándolas al agua, pero agregando calor para acelerar el proceso de liberación de la baba de nopal, lo que disminuye el tiempo de es­ pera para su utilización con aditivo, pudiéndose emplear incluso el mismo día. En este método también se han desarrollado dos varian­ tes: la primera con calentamiento ligero sólo con temperatura nece­ saria para acelerar la liberación del mucílago, y la segunda, haciendo que la dispersión acuosa llegue al punto de ebullición. Respecto a estos métodos generales debemos señalar lo siguiente: •

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En general se utilizan los nopales disponibles en la región, sin reali­ zarse ninguna selección de especie o variedad. Se emplean indistinta­ mente los provenientes de nopaleras tanto silvestres como cultivadas, e incluso en varios casos, se han obtenido los nopales de mercados o tiendas de autoservicio. Se recurre al empleo de pencas tiernas o medianamente maduras, ya que son las más fáciles de manipular y cortar debido a que sus espinas son de menor tamaño y su corte o trituración es más sencilla. Las pencas son limpiadas de sus espinas y ahuates antes de cortarlas e introducirlas en el agua. A veces esta limpieza es mecánica y en oca­ siones se recurre a pasarlas por fuego para quemar dichos elementos y facilitar su desprendimiento.

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A veces el corte de las pencas en fragmentos es sustituido o comple­ mentado con procesos como la maceración, la trituración o incluso paleando o licuando las pencas. Generalmente se emplea agua de uso común y en menor grado agua potable o purificada, sin una proporción específica en relación con la cantidad de nopal empleado. En ocasiones se adiciona sal (cloruro de sodio) al agua en la que se sumergen los fragmentos de penca, para acelerar la liberación del mucílago. Los diferentes procesos de extracción de la baba generan diferentes concentraciones en el producto final obtenido.

El empleo del mucílago de nopal como aditivo en pastas de cal: beneficios y limitaciones En la conservación del patrimonio cultural, la baba de nopal ha sido utilizada como aditivo en pastas de cal en intervenciones realizadas tanto en patrimo­ nio histórico como arqueológico, enfocadas a procesos como ribeteo, resane y reintegración volumétrica, entre otros (figura 3). En estos usos, la baba de nopal ha sido empleada directamente en la concentración en la que ha sido obtenida por alguno de los métodos arriba mencionados, si bien también es común que sea empleada diluyéndola con agua común o incluso con agua segunda de cal. Al respecto, son pocas las re­ ferencias sobre las concentraciones que se han utilizado, ya que en la mayoría de los casos, la incorporación de agua adicional no ha sido cuantificada y se ha aplicado en la proporción necesaria en cada uno, para que las pastas sean manejables. Por otra parte, también son diversas las formas y momentos en los que se incorpora este aditivo a la cal: se ha empleado en el momento de apagar la cal de piedra, al hidratar cales (como la cal química), o directamente se adiciona a las pastas o morteros en el momento de su preparación, a veces en sustitu­ ción del agua agregada a éstos y en otras ocasiones además de ella. Así, en las aplicaciones prácticas del mucílago de nopal como aditivo en las pastas de cal se han observado diversos beneficios, así como algunas limi­ tantes en su uso. No obstante, son pocos los trabajos en los que se ha buscado complementar el reconocimiento de las características que se mejoran en las pastas de cal obtenidos en experiencias prácticas y evaluados de manera or­ ganoléptica, con el sustento científico correspondiente. En los últimos años, se han desarrollado investigaciones desde el campo de la conservación en México (Fernández 2008; Jáidar 2006; Martínez 2009;

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Figura 3. Resanes y ribetes de pasta a base de cal con aditivo de mucílago de nopal en pintura mural prehispánica. Imagen: Sandra Cruz.

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Torres 1998; Torres et al. 2010; Pérez 2009) abocadas a proporcionar el sus­ tento científico en cuanto al mejoramiento en el proceso de extracción del mucílago de nopal, así como de las propiedades físico-mecánicas de las pas­ tas de cal con este aditivo. En este sentido, son varias las propiedades de los morteros o pastas a base de cal que son mejoradas con la incorporación del mucílago: Fluidez. En la pasta a base de cal, la fluidez se ve aumentada durante su preparación y aplicación, ya que el mucílago, al actuar como fluidificante en la pasta, mantiene suspendidas las partículas sólidas (hidróxido de calcio) gracias a los enlaces que se crean entre los hidroxilos de ambas moléculas. Consistencia y manejabilidad. Aumenta el tiempo en el que la pasta se man­ tiene manipulable y con una consistencia adecuada para su aplicación, es de­ cir, facilita su manejo, lo que se debe al hecho de que el mucílago mantiene en suspensión la pasta por un tiempo mayor en comparación con el tiempo que permite el agua común. Adhesividad al soporte. La adición del mucílago a la pasta mejora la adhe­ rencia de ésta al soporte y a los materiales con los que entra en contacto. Se ha visto que es mejor que la adhesividad verificada con morteros adicionados únicamente con agua común.

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Contracción. Este aditivo permite controlar la contracción de la pasta de cal, disminuyendo la aparición de fisuras y grietas, debido a que el mucílago aumenta el tiempo de fraguado, permitiendo un secado gradual. Proceso de carbonatación. El mucílago adicionado mejora el proceso de car­ bonatación al funcionar como un retardante del fraguado, permitiendo un acomodo mejor de los cristales de carbonato de calcio. Dureza. La dureza o resistencia al rayado que ofrece la superficie de la pasta una vez fraguada aumenta, lo que va en relación con el mejor acomodo de los cristales gracias al mayor tiempo de fraguado promovido por el aditivo. Respuesta a la compresión y capacidad de carga. Estas propiedades aumentan en la pasta de cal adicionada con mucílago de nopal una vez fraguada. Ello se relaciona con el buen proceso de carbonatación generado por la adición del mucílago. Acabado. La adición del mucílago a la pasta de cal facilita superficies de textura más lisa y poro más cerrado, y al someterlas a procesos como el bru­ ñido se obtienen superficies muy tersas en cuanto a su acabado, en compara­ ción con el que se logra con pastas sin este aditivo. En ello influye el tiempo más amplio de manejabilidad y la mejor plasticidad que confiere el mucílago a la pasta durante su aplicación. En el estado actual del avance de las investigaciones aplicadas a este cam­ po, si bien en general se ha reconocido la mejora de las propiedades arriba citadas, sobre todo es en lo referente a aquellas características vinculadas con el momento de aplicación de las pastas de cal en donde se ha podido generar mayor sustento objetivo derivado de su utilidad verificada como retardante del proceso de fraguado con lo que se mejoran la cristalización y las caracte­ rísticas de resistencia en la cal por su acomodo molecular (Jáidar 2006; Pérez 2009; Torres et al. 2010). No obstante, en cuanto a la función y permanencia a largo plazo del aditivo en las pastas ya fraguadas, los estudios aún son escasos. Junto con los beneficios comprobados y con algunos aún por verificarse, también es importante tener en cuenta las limitantes que existen en la obten­ ción y uso de la baba de nopal en conservación: • • •

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La baba de nopal presenta un tiempo de vida útil limitado, antes de que comience el proceso de fermentación, por lo que tiene que des­ echarse a pocos días de su preparación. Algunos preservadores empleados con la finalidad de prolongar su buen estado, como el clavo, han llegado a conferir cierta tonalidad amarillenta o café a las pastas de cal, afectando el producto final. Cuando las pastas de cal fraguan a veces se adquieren tonalidades amarillentas o verdosas debido a otros agregados del nopal incorpo­ rados junto con el mucílago.

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Al ser el mucílago de nopal químicamente más reactivo que los otros componentes de la pasta a base de cal, puede llegar a reaccionar con mayor facilidad ante condiciones del medio ambiente o ante impure­ zas contenidas en la pasta.

Algunas consideraciones de utilidad para el mejoramiento en la obtención, preparación y uso del mucílago de nopal como aditivo en pastas a base de cal Sumando las diversas experiencias e investigaciones documentadas y las de­ sarrolladas en forma directa, ahora es posible brindar algunos aspectos en­ focados al mejoramiento en la obtención, preparación y uso del mucílago de nopal como aditivo en morteros o pastas a base de cal:

Selección de la especie de nopal Si bien es conveniente partir de las especies disponibles regionalmente, para la obtención de un buen mucílago es importante el cuidado en la selección de la especie con base en sus características morfológicas. Por ello, es prefe­ rible no mezclar especies y es mejor seleccionar aquellas que se caractericen por tener cladodios de mayores dimensiones y un parénquima colector de mayor grosor. Por ejemplo, en la zona central del país la especie Opuntia robusta (nopal tapón) genera cladodios o pencas gruesas con un parénquima colector de mayor espesor en comparación con especies como Opuntia ficusindica (nopal tuna blanca), también ampliamente extendida en dicha región. Al respecto, también es importante tener presente que las condiciones medioambientales, como la incidencia solar, la temperatura, la calidad de la tierra, el periodo del año y las fases de desarrollo de la planta inciden en el metabolismo vegetal y concretamente en la biosíntesis de los compuestos bio­ lógicos activos, por lo que tienen impacto en el tamaño y forma de las pencas, así como en la cantidad de mucílago que se puede obtener.

Selección de la variedad de nopal Cabe señalar que las variedades silvestres de nopal presentan espinas en ma­ yor número y grosor que las variedades cultivadas de una misma especie; por ello, en cuanto a consideraciones de manejo resulta conveniente seleccionar las variedades cultivadas ya que su manipulación es más sencilla y segura, lo que facilita el proceso de obtención del mucílago.

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Selección de la parte aprovechable de la planta Además de la especie y variedad, también es importante llevar a cabo una selección de las partes aprovechables de los nopales para obtener el mucíla­ go (tallo y cladodios). Si bien tradicionalmente se emplean los cladodios o pencas tiernas por ser de más fácil manejo, considerando su morfología, cabe destacar que en estas pencas el parénquima colector es de grosor reducido y como consecuencia el contenido de mucílago es menor. Por ello, no sólo es recomendable buscar los cladodios grandes, sino incluso preferir la parte ma­ dura del tallo ramificado de los nopales, es decir, la parte baja de la planta, ya que por su mayor tiempo de desarrollo cuenta con parénquima blanco mu­ cho más amplio que los cladodios, por lo que se puede obtener un mucílago más abundante (figura 4).

Figura 4. Cladodio de nopal con parénquima colector de grosor considerable. Imagen: Sandra Cruz.

Forma de extracción Al respecto es importante mencionar que si bien se ha entendido comúnmen­ te que la baba de nopal obtenida por los métodos tradicionales es sinónimo de mucílago de nopal, experiencias e investigaciones desarrolladas recien­ temente en el campo de la conservación (Torres et al. 2010) permiten ahora identificar diferencias importantes entre ambas sustancias.

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En la obtención de la baba de nopal se emplean completos los cladodios que se incorporan en un medio acuoso con todas las capas que morfológica­ mente los integran. Por ello, es pertinente precisar que la baba de nopal así obtenida consiste, en realidad, en el mucílago de dicha cactácea con agrega­ dos o contaminación de restos de cutina, epidermis y de parénquima clorofí­ lico con sus diversos pigmentos (clorofiloides y carotenoides), sustancias que llegan a tener una injerencia en el resultado final de la pasta de cal adicionada con esta baba. Por ejemplo, las fracciones de los compuestos clorofiloides y carotenoides que se integran a la pasta llegan a producir un tono de amari­ llento a verdoso en algunos elementos, como aplanados de reposición, resa­ nes o ribetes, como consecuencia de su reacción con componentes de la pasta o del medio ambiente. Por otro lado, la obtención del mucílago de nopal de forma más pura implica una extracción del aditivo exclusivamente a partir del parénquima colector o blanco con grandes células mucilaginosas, ya que esta capa central del nopal se encuentra constituida básicamente de mucílago y estructuras de soporte, por lo que a partir de ella es posible obtener un aditivo mucho más puro que el que se obtiene del empleo de las pencas completas. Claro que la extracción de la capa requerida implica un proceso más laborioso en compa­ ración con la obtención tradicional de la baba de nopal, si bien se obtiene un mucílago de mejor calidad (figura 5).

Figura 5. Mucílago de nopal obtenido a partir del parénquima colector. Imagen: Sandra Cruz.

Concentración para su uso Resulta conveniente utilizar el mucílago de nopal directamente en la concen­ tración en la que se obtiene a partir de la planta, sin manejarlo a una propor­ ción menor al agregar más agua. Así, se han obtenido buenos resultados al

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emplear para su extracción únicamente la cantidad de agua necesaria para que el nivel de ésta en el contenedor cubra los fragmentos de parénquima blanco, lo que es suficiente para que se libere el mucílago, y procurar que éste se añada así a las pastas de cal, registrando el volumen o proporción exacta en que se adiciona a la pasta.

Momento de incorporación a la pasta Se ha verificado que la composición química del mucílago fresco es la que pue­ de proporcionar la mejora en las características físico-mecánicas de la pasta a base de cal a la que se añade como aditivo. Así, los mejores resultados se han obtenido al evitar que el mucílago alcance un estado de putrefacción o fer­ mentación, ya que en éste se generan productos secundarios, como alcoholes y otras sustancias, que pueden afectar a los morteros por su incorporación. Por ello, es conveniente emplear el mucílago en un lapso aproximado de una se­ mana como máximo después de haberse extraído del nopal. Cabe señalar que este periodo de utilidad varía en función de las condiciones medioambienta­ les en que se lleva a cabo la extracción del mucílago, ya que en regiones con clima de cálido a muy cálido, este tiempo se reduce. También se ha visto que es mejor no agregar ningún tipo de preservador al mucílago con la finalidad de alargar su tiempo útil, ya que éste puede reaccionar desfavorablemente y afectar a las pastas.

Formas de incorporación a las pastas de cal Se han obtenido resultados satisfactorios al emplear el mucílago de nopal añadiéndolo directamente a las pastas durante su preparación, ya sea en sus­ titución del agua necesaria para obtener el grado de manejabilidad deseada o agregándolo junto con ésta, caso en el que es importante registrar la cantidad exacta de cada sustancia añadida a la pasta. Cabe señalar que la proporción del mucílago que se requiere añadir varía en función del tipo de pasta de cal, de su nivel de hidratación, del uso que se le dará a la pasta y de las condiciones medioambientales en que se trabaje, entre otros. Finalmente, cabe destacar que el uso del aditivo durante el apagado de la cal no resulta adecuado, ya que la reacción exotérmica de dicho proceso afecta la composición del mucílago.

Conclusiones Se han podido verificar diversos beneficios en el empleo del mucílago de no­ pal como aditivo en las pastas a base de cal para usos en conservación del patri­monio cultural, sobre todo aquellos relacionados con la obtención de una

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mejor manejabilidad de la pasta en el momento de su aplicación, así como en el favorecimiento de un proceso más controlado de fraguado que promueve una mejor cristalización y por lo tanto un producto final con buenas caracte­ rísticas físico-mecánicas para cumplir su función en la conservación de bienes culturales. Si bien se conocen diversas formulaciones tradicionales para la obten­ ción, procesamiento y aplicación de la baba de nopal como aditivo en las pastas a base de cal, se ha visto que esta sustancia, a partir del empleo de los cladodios de nopal con todas sus capas, puede contener, además del mucíla­ go, agregados de diversas capas constitutivas de la penca que resulten en la afectación de las propiedades de las pastas de cal. Por ello, con base en tra­ bajos de investigación recientes y en curso que se realizan dentro del marco propio de la interdisciplina, se ha visto que el empleo del mucílago de nopal extraído a partir del parénquima colector del cladodio mejora del aditivo. Junto con ello, se ha mostrado también cómo inciden en la cantidad y calidad del mucílago, en su composición química específica y en su com­ portamiento físico-mecánico, aspectos tales como: la selección de la especie, la variedad botánica, de las partes aprovechables de la planta de nopal y su grado de madurez, además de las condiciones medioambientales y el tipo de suelo en que se ha desarrollado. También influyen los métodos de extracción y preparación efectuados. Por otra parte, se ha constatado que los elementos elaborados con pastas de cal en donde se ha empleando el mucílago de nopal como aditivo han presentado una mayor plasticidad y manejabilidad en el momento de su apli­ cación, y posteriormente, mejores propiedades físico-mecánicas derivadas de un proceso de fraguado controlado que lleva a un mejor acomodo de los cris­ tales de carbonato de calcio en los morteros ya fraguados. Cabe destacar la relevancia de llevar a cabo un registro minucioso y de­ tallado de las formas de obtención, preparación y usos del mucílago de nopal tanto en experiencias prácticas como en trabajos experimentales y de investi­ gación aplicada que se desarrollen. Esta documentación permitirá contar con más elementos objetivos y cuantificables, en comparación con los que se dis­ ponen en la actualidad, que puedan ser evaluados para verificar y explicar su comportamiento como aditivo en las diversas pastas de cal formuladas con fines de conservación. También podemos perfilar algunas líneas de investigación aplicada, en­ caminadas a seguir brindando más elementos de utilidad para optimizar las pastas: •

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Registro y recuperación de técnicas tradicionales empleadas en el manejo de la cal adicionada con mucílago de nopal. Ello es relevante, dado que el conocimiento de cómo elaborar y aplicar este aditivo

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cada vez queda más restringido a personas de edad avanzada y su trasmisión a través de la tradición oral se va modificando e incluso perdiendo. Precisar las diferencias en composición química y de comportamien­ to físico-mecánico entre los mucílagos obtenidos de diversas especies y variedades de nopal. Desarrollar trabajos experimentales que permitan determinar las concentraciones adecuadas del mucílago en las pastas en función del uso que se les dará. Cabe mencionar que hasta la fecha este aspecto no ha sido bien documentado y se carece del rango más adecuado de concentraciones útiles para su adición a las pastas con fines de conservación. Estudios de la transformación o permanencia del mucílago en las pastas a base de cal a mediano y largo plazo. Estudios comparativos que permitan reconocer en detalle las dife­ rencias en las formas de cristalización que se logran en las pastas a base de cal con y sin el empleo de este aditivo.

Finalmente, podemos destacar que el mucílago de nopal como una alter­ nativa de aditivo para las pastas a base de cal ha mostrado resultados satisfac­ torios en su empleo en conservación. Además de ello, dada la disponibilidad de la materia prima en gran parte del territorio nacional, su fácil extracción y procesamiento y su costo bajo permiten seguir desarrollando experiencias de uso, así como continuar estudiando su comportamiento y precisar su uti­ lidad como aditivo en estas pastas, en vías de su optimización. Junto con ello, es conveniente explorar también nuevos usos de este mucílago en la conser­ vación del patrimonio cultural.

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Los recubrimientos de protección y sacrificio como alternativa de conservación in situ para monumentos históricos y arqueológicos Patricia Meehan Hermanson y Alejandra Alonso Olvera Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah

Introducción La conservación de los elementos decorativos y de revestimiento de monu­ mentos históricos y arqueológicos es una actividad compleja, especialmente a largo plazo. Es una acción conjugada de políticas, lineamientos y criterios de conservación con el desarrollo y creación de técnicas, la aplicación de pro­ gramas de mantenimiento y manejo de los bienes históricos o arqueológicos atendiendo a las condiciones locales y regionales. En las últimas décadas, las políticas de conservación en México se han encaminado a la conservación in situ de los elementos que forman parte de estos vestigios, y más recientemente a la preservación, lo que lleva a profun­ dizar en cómo la coordinación de los elementos mencionados puede generar nuevos planteamientos, así como la aplicación de nuevas o distintas medidas que promuevan la preservación del patrimonio construido de manera inte­ grada. Esto no sólo ha ocurrido en México sino en otras partes del mundo, en general se ha optado por darle a la conservación preventiva mayor énfasis, apuntalándola económicamente y tendiendo a la recuperación de materiales y técnicas tradicionales, así como al uso de materiales afines a los originales, evi­ tando el uso de productos ajenos o incompatibles que producirán a mediano plazo situaciones incontrolables al generar reacciones secundarias y/o conta­ minantes. Otro aspecto consiste en el desarrollo de programas de monitoreo y mantenimiento en aquellos monumentos arqueológicos o históricos en uso. El uso de recubrimientos de sacrificio se ha extendido por diversas partes del mundo como una solución a mediano y largo plazo para hacer frente a la problemática de conservación de la arquitectura histórica o arqueológica que, por su estado de ruina, no cuenta frecuentemente con sus elementos de protección originales, o bien se encuentran parcialmente reconstruidos o

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habilitados. Normalmente este patrimonio está sometido a un continuo dete­ rioro por fuentes diversas y por su naturaleza continúa expuesto a condicio­ nes ambientales que no favorecen su estabilidad física. Los recubrimientos de protección y sacrificio surgen como una alternati­ va para evitar la aplicación de tratamientos agresivos, intrusivos o definitivos. Ejemplo de éstos serían el uso de productos químicos para la desalinización continua, el uso de biocidas para erradicar elementos microbiológicos dete­ riorantes o la construcción de cubiertas de protección permanentes que en conjunto causan, a mediano o largo plazo, modificaciones o alteraciones se­ cundarias o alteraciones visuales a la arquitectura. El uso de recubrimientos de protección constituye una aproximación “amable” tanto para los elemen­ tos originales como para el visitante o espectador, y finalmente no infligen daños al medio ambiente. A pesar de que actualmente su uso se ha diversificado, aún existe rela­ tivamente escasa información escrita sobre su aplicación, las técnicas y los procedimientos creados o seguidos, así como los resultados de su uso en mo­ numentos arqueológicos o históricos. En algunos casos se menciona su em­ pleo pero no se describen los procedimientos o los materiales utilizados ni las problemáticas que propiciaron su uso, o bien no se aclara sobre la evaluación de su desempeño. Tanto en México como en otros países las experiencias de recubrimientos de sacrificio normalmente pertenecen a dos esferas: a) los estudios experimentales con distintos materiales y técnicas en condiciones controladas de laboratorio, diferentes a las condiciones que normalmente el conservador arqueológico enfrenta, y b) las experiencias en la práctica que se aplican de acuerdo con las condiciones de campo y su evaluación intuitiva sin rigor científico para estimar críticamente su eficiencia o comportamiento, reportado cuando mucho a partir de seguimientos a corto plazo.

Función de los recubrimientos de protección y sacrificio Los recubrimientos de protección y sacrificio se definen como capas super­ ficiales aplicadas sobre los elementos constructivos y acabados originales de monumentos arqueológicos o históricos con el propósito de protegerlos como una barrera frente a los factores de degradación ambiental de tipo fí­ sico, químico y biológico que les alteran, modifican y finalmente destruyen. Son elementos llamados de sacrificio, en la mayoría de los casos, pues se pre­ tende que éstos reciban directamente el impacto de los factores de deterioro y en ellos se lleven a cabo mecanismos de degradación de manera preferen­ cial, favoreciendo y prolongando la estabilidad de los materiales originales subyacentes (figura 1). A diferencia de otros sistemas de protección, como los reenterramientos, éstos reproducen la forma, el volumen y la apariencia

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de los elementos que recubren, asistiendo su apreciación y la lectura de sus cualidades visuales. Los recubrimientos de protección y sacrificio no aíslan del todo los materiales originales, pero sin duda disminuyen o retardan los procesos de alteración siempre y cuando se diseñen bajo un sistema adecua­ do y se les proporcione mantenimiento periódico y apropiado.

Figura 1. Recubrimiento de sacrificio de mortero de cal alterado por cristalización de sales solubles. Zona Arqueológica de Río Bec, Campeche, relieve piedra del grupo D 7N1, fachada norte lado este. Fotógrafo: Yareli Jáidar Benavides. Proyecto arqueológico de Río Bec Operación VII.

Los recubrimientos de protección y sacrificio son un tratamiento versá­ til que necesariamente se debe adaptar a los requerimientos y problemáticas particulares de cada sitio, monumento o elemento arquitectónico a tratar. Tienen la ventaja y posibilidad de aplicarse y repetirse las veces que sea nece­ sario para que continúen cumpliendo su función. Su carácter poco intrusivo permite repararlos, sustituirlos parcial o totalmente cada vez que sea necesa­ rio sin comprometer la estabilidad del original protegido. Frank Matero (1995: 8) describe los recubrimientos de protección como una técnica “profiláctica” aplicada de manera directa sobre los vestigios que se desea proteger. Koller (1994: 1), por otro lado, los considera como una acción de conservación preventiva pasiva en conjunto con las acciones para el control climático y las barreras de humedad, es decir, como una medida externa de protección que no “interfiere” directamente con el material original. Sin em­ bargo, en este capítulo consideramos que en ciertos casos los recubrimi­entos de protección pueden ser tanto medidas de conservación preventiva como co­ rrectiva, con una doble función. En este binomio actúan, por un lado, como una barrera de resguardo, pero por otro, constituyen un tratamiento que in­ cide directamente en la conservación del elemento protegido, por ejemplo en

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procesos de desalinización, ataque microbiológico o de apoyo estructural. Son elementos que se dañan en vez de que estos procesos ocurran en el material ori­ ginal, además de que cumplen de manera temporal (debido a su mismo carác­ ter de “sacrificio”) funciones que facilitan la recuperación de la lectura o de los datos arqueológicos recientemente perdidos y suficientemente documentados. Los agentes más comunes que influyen en la decisión de utilizar recubri­ mientos son: •

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Los agentes ambientales, cuya exposición directa causa fallas físicas y mecánicas de los elementos arquitectónicos. Entre ellos están la ero­ sión eólica o pluvial que producen daños químicos, como la disolu­ ción de materiales constitutivos; afectaciones físicas, como el desgaste mecánico por golpeteo; cambios físicos producidos por heladas; de­ coloración o deshidratación por insolación directa, y otras modifica­ ciones promovidas por los ciclos diarios y estacionales que generan las fluctuaciones de temperatura y humedad. Los agentes biológicos, que incluyen el desarrollo de microorganis­ mos, como algas, líquenes, bacterias, musgos, hongos, plantas supe­ riores, ataque por insectos, o bien animales superiores, como roedores o reptiles que colonizan, habitan o anidan en la arquitectura. Los agentes antrópicos, que incluyen el uso o desgaste de áreas ade­ cuadas para la visita pública o, en el más triste caso, por vandalismo. Los agentes químicos promovidos por sustancias contaminantes ex­ trañas, como el depósito de sales solubles acarreadas por el vapor de agua en las zonas costeras, los depósitos de contaminantes at­ mosféricos; o bien, resultantes de su composición original, como la formación de eflorescencias de sales solubles generada por ciclos de pérdida y captación de humedad contenida en los muros.

Aunque en algunos casos puede predominar alguno de estos agentes, ge­ neralmente en las regiones subtropicales suele incidir la mayor parte de ellos en diferente proporción, conformando sistemas complejos en los que éstos se interrelacionan.

Consideraciones y lineamientos para aplicar recubrimientos de sacrificio La decisión de aplicar recubrimientos de sacrificio debe basarse en varias consideraciones previas. Entre ellas, coincidimos con Woolfitt (2007: 147) quien sugiere las siguientes:

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Una evaluación del significado de los elementos arquitectónicos a proteger y la comprensión de los fenómenos ambientales y de altera­ ción que ocurren en estos elementos en específico y en el monumen­ to y su contorno en general. El diagnóstico que incluya la valoración crítica del estado de conser­ vación del elemento y de los factores que implican un riesgo para su preservación. Sustentar la factibilidad de su aplicación de acuerdo con los criterios planteados, las posibilidades técnicas y los recursos humanos y ma­ teriales disponibles. Considerar el impacto ambiental del sistema a utilizar. Asegurar la factibilidad en la aplicación de programas de monitoreo y mantenimiento para garantizar su eficiencia. Esto último es funda­ mental debido a que el diseño del sistema se basará en ello y de su in­ tegridad dependerá que cumpla su función de manera adecuada. Por tal motivo, los recubrimientos deben formar parte de un programa o estrategia de conservación a largo plazo de monitoreo, mantenimien­ to y/o de reposiciones periódicas.

Por su parte, Abrey (2007: 45-81) comenta un aspecto que consideramos relevante también: la potencial contribución del tratamiento al valor inter­ pretativo del dato arqueológico, es decir, que favorezca o refuerce la compren­ sión del monumento o del elemento arquitectónico o decorativo en cuestión. La meta de la interpretación es ofrecer clarificación y explicación del sitio y sus elementos en su estado fragmentado e incompleto. Coincidiendo con Matero (1995: 8), este proceso es en ocasiones más exitoso cuando la intervención del original es limitada al mínimo pero provee elementos que enriquecen la lectura y comprensión de los restos físicos. Los recubrimientos de sacrificio pueden ser soluciones que estabilicen y enfaticen la presencia en vez de la ausencia del original, es decir, que hagan visibles de forma ordenada y limpia los fragmentos que sobreviven en el contexto arqui­ tectónico donde se encuentren y su valor de acuerdo con la extensión de su presencia.

Lineamientos teóricos y prácticos para su empleo Los recubrimientos de sacrificio deben utilizar materiales de naturaleza semejante a la de los materiales constitutivos de los elementos originales a proteger con la finalidad de que tengan propiedades físicas, mecánicas y quí­ micas similares y compatibles. El material, Orea Magaña y Sandoval Zarauz (1993) mencionan, debe oponer menor resistencia mecánica que aquélla que

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tienen los materiales originales al intemperismo sin que la diferencia entre sus comportamientos mecánicos sea tal que provoque un trabajo diferencial excesivo y el consecuente deterioro. Al mismo tiempo, deberán tener la du­ reza y resistencia adecuadas para actuar como materiales de protección pero que se degraden si es necesario con el fin de proteger al máximo el elemento subyacente. Sus componentes no deben interactuar ni física ni químicamente con los componentes de los elementos originales sujetos de recubrimiento. En la se­ lección de materiales, se debe tomar en cuenta, en primer lugar, la naturaleza y condición de los materiales originales; en segundo, el papel que va a desa­ rrollar el mortero de protección y sacrificio; y en tercer lugar, la resistencia de este último a las condiciones de exposición (Ashurst y Burns 2007: 133). Los recubrimientos de sacrificio deberán ser de aspecto similar en textu­ ra y color a los elementos que recubren con el fin de no alterar su lectura. No obstante, deberán ser distinguibles de los originales. Asimismo, deberán eliminarse con facilidad según sea el caso. El sistema que se utilice debe promover la remoción sin producir daños en el original. Esto es importante ya que tendrán una vida útil más o menos programada y su efectividad a mediano y largo plazo depende y justifica su periódica reposición. La aplicación de estos recubrimientos debe efectuarse necesariamente sobre elementos previamente tratados, en los que se hayan practicado lim­ piezas controladas y se asegure la eliminación de microorganismos, tierra, productos secundarios o de alteración. Antes de recubrir el elemento a prote­ ger debe haber recibido los tratamientos necesarios para que su estado físico sea el más estable y resista el peso y el correcto amarre de los materiales que conforman el recubrimiento en su superficie exterior.

Historia del uso de los recubrimientos de protección y sacrificio El concepto de recubrimientos de sacrificio parte del entendimiento de la naturaleza de los materiales de construcción y de los sistemas constructivos usados en la antigüedad que atendemos y preservamos. Éstos incluyen todos los revestimientos, como repellados, aplanados y enlucidos, que son parte fundamental de la arquitectura histórica y arqueológica de tipo no perecede­ ro. Estos recubrimientos originales han sido empleados inicialmente como componentes de la arquitectura secundarios no estructurales, cuyo propósito consistía en proteger a los elementos primarios del sistema constructivo (es­ tructurales) frente a la humedad y otros factores ambientales. Estos revesti­ mientos, además de ser elementos de protección, se usaron como motivos de expresión técnica, estética e ideológica. Ya sea que fueran aplicados en

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interiores o en exteriores, los revestimientos originales generalmente funcio­ nan de facto como materiales de protección y a veces de sacrificio, ya que si se dañan pueden ser periódicamente removidos, remplazados, renovados, remozados o reaplicados como parte de su mantenimiento durante el uso de la edificación (Matero 1995: 6). Koller (1994: 1) indica que los recubrimientos arquitectónicos fueron aplicados periódicamente en los edificios europeos en la antigüedad. Fidler (2002: 19-28), en un estudio similar en el Reino Unido, menciona el uso de recubrimientos de sacrificio de cal desde tiempos de la ocupación romana y a lo largo de la historia inglesa. Sin embargo, esta práctica se abandonó a media­ dos del siglo xix. En la segunda mitad del siglo xx su uso revivió como parte de un acercamiento más integral y sensible para la protección de monumen­ tos, particularmente en la conservación del santuario medieval al oeste de la Catedral de Wells. A partir de la década de 1980, cuando existe una preocu­ pación acentuada en las prácticas de conservación preventiva, algunos países europeos comienzan a reutilizar los recubrimientos de protección y sacrificio en esculturas monumentales en el exterior y en fachadas de monumentos. Al­ gunos ejemplos de estas prácticas ocurren en el Palacio Imperial Hofburg de Viena (Koller 1994: 4), en la Iglesia de St. Mary en Iffley, cerca de Oxford y en Bosham, West Sussex, en Inglaterra (Woolfitt 2007: 161). Incluso en la conservación de vestigios arquitectónicos que utilizan otros sistemas constructivos diferentes a la mampostería –en seco u ordi­ naria1– los recubrimientos de protección han probado ser efectivos. En los Estados Unidos, los recubrimientos de protección de la arquitectura de tie­ rra (sin piedra ni argamasas) se incluyen como parte de programas de docu­ mentación, conservación, manejo y mantenimiento de sitios arqueológicos de las culturas del Suroeste. Dos ejemplos son el Parque Nacional Mesa Verde en Colorado (Fiero et al. 2000: 31-38) y los vestigios de Fort Union National Monument en Nuevo México (Matero 1995: 5-24). Ambos proyectos susten­ tan visiones tanto académicas como de cooperación institucional2 y apuntan hacia la instrumentación de prácticas simples de conservación preventiva que incluye precisamente el uso de recubrimientos de protección y sacrificio. Dichas intervenciones han sido periódicamente monitoreadas para evaluar su efectividad, cuyo resultado indica que como medidas de preservación han

1   Mampostería en seco es la que se realiza colocando los mampuestos sin argamasa, y la mampostería ordinaria es la que se hace con mezcla o argamasa (Diccionario de la Real Academia de la Lengua Española, 22ª edición, s.v.). 2   Ambos son proyectos impulsados por el Laboratorio de Conservación de la Uni­ versidad de Pennsylvania con otras instituciones de orden público, en el caso de Mesa Verde incluye el Parque Nacional (Fiero 2002: 35), y en el caso de Fort Union National Monument, la región suroeste del National Park Service (Matero 1995: 7).

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contribuido a extender el periodo de estabilidad de los monumentos y redu­ cen la erosión de sus materiales constitutivos originales. En México, los primeros recubrimientos de sacrificio reportados se efectúan sobre arquitectura de tierra en Xochicalco, Morelos, y Paquimé, Chihuahua (Orea Magaña y Sandoval Zarauz 1993). Las intervenciones del arqueólogo Eduardo Contreras en Paquimé, Chihuahua, consistieron en en­ jarrar muros de adobe con mezclas de tierra que se había erosionado de éstos y se depositaba en su base, en mezcla con agua y en ciertas ocasiones con algunas pequeñas cantidades de cemento. Esta operación se repetía sobre los muros de la arquitectura aproximadamente cada cinco años. Este tratamiento se ha repetido hasta nuestros días, pero se han sustituido las mezclas de aque­ llas épocas por otras que no incluyen el uso de cemento. Posteriormente, a principio de la década de 1990 se continuó con la ex­ perimentación con recubrimientos de sacrificio en arquitectura de tierra en sitios como Xochicalco, Cacaxtla y Templo Mayor, con mezclas elaboradas con tierra aglutinada con agua y pequeñas proporciones de materiales sinté­ ticos, mismas que no funcionaron adecuadamente (Orea Magaña y Sandoval Zarauz 1993). A pesar de los resultados, para algunos restauradores se afianzó el principio de actuar sobre el exterior de los elementos arquitectónicos me­ diante la aplicación de capas de recubrimiento que fungieran como “pieles protectoras que absorbieran el desgaste del paso del tiempo” (Orea Magaña y Sandoval Zarauz 1993), y por ello se continuó con el desarrollo de técnicas en sitios como Xochicalco y Paquimé. Desde 1998, en la zona arqueológica de Teotihuacan se han instrumenta­ do distintas técnicas de recubrimientos de protección y sacrificio, tanto en piedra como en pisos expuestos a la intemperie y en los restos de aplanados originales. Los restos de aplanados teotihuacanos suelen estar conformados por diversas capas de un grosor de hasta más de 10 cm, cuyo borde superior es la zona más susceptible de alteración físico-mecánica por exposición a los agen­ tes ambientales (Rivero Chong, comunicación personal, agosto 2011). Desde el 2002, los recubrimientos se incluyen como parte de los lineamientos de conservación del sitio, los cuales se han perfeccionado gracias a la habilidad de los trabajadores de conservación locales que les dan seguimiento, mante­ nimiento y continuidad a estos tratamientos. En el sureste mexicano se inició con la experimentación de recubrimien­ tos elaborados con morteros y lechadas de cal para la protección de elemen­ tos de piedra caliza tallada que conforman los mosaicos de las portadas de los edificios de la zona arqueológica de Chicanná, Campeche (García Solís y Va­ lencia Pulido 1997: 105). Éstos fueron aplicados, monitoreados y reparados en los años 1996, 1997, 1998 y 2001 (García Solís, comunicación personal, agosto 2011). A partir de esa experiencia se continuó la experimentación de estos sistemas en la zona arqueológica de Calakmul, Campeche, en 1998, para

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Figura 2. Recubrimiento de aplanado con pintura mural elaborado a manera de réplica ubicado en pilar de la Estructura 1 de Ek’ Balam, Yucatán. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

el tratamiento de estelas mediante la aplicación de morteros y lechadas de cal, y en el sitio de Becán en 1999 y 2000 para recubrir mosaicos y muros de sillares de piedra (García Solís, comunicación personal, agosto 2011). En la zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán, se llevó a cabo una apli­ cación de prueba de recubrimiento de protección sobre un aplanado original con color rojo en el exterior –único en el sitio– (fuera del cuarto 23 de la Estructura 1) (Alonso Olvera y Meehan Hermanson 2009: 82) (figura 2). En

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este caso se desarrolló un método en el cual el aplanado fue recubierto y al mismo tiempo replicado con el fin de reproducir su apariencia y no encubrir el dato arqueológico que sugiere que algunos muros exteriores de este palacio pudieron haber sido decorados y pintados. A partir de los buenos resultados obtenidos a corto y mediano plazo, se emprendió una serie de recubrimientos de distintos tipos de elementos decorativos que se encontraban expuestos a condiciones agresivas. Por su manufactura, los aplanados originales de la Es­ tructura 1 suelen estar conformados por diversas capas que a veces alcanzan hasta un grosor de más de 10 cm. Los bordes de aplanados incompletos en su parte superior se caracterizan por ser zonas susceptibles a la alteración físico-mecánica. Los pisos y aplanados ubicados en interiores y en exteriores también han sido objeto de recubrimientos temporales durante los procesos de excavación y como amortiguantes para la cristalización de sales solubles. En Chichén Itzá, Yucatán, se han aplicado recubrimientos para pisos ori­ ginales en 2005, 2006 y 2007; en Río Bec, Campeche, sobre sillares y paneles decorativos de piedra caliza, pisos y aplanados con grafiti en 2007 (Jáidar Benavides 2007) (figura 3) y en Becán, Campeche, se han usado sobre pisos, molduras y sillares de piedra en 2008 (Jáidar Benavidez 2008). Recientemen­ te, en el sitio arqueológico de Mayapán, Yucatán, se han utilizado para la pro­ tección de pisos originales y para conducir agua en 2007-2011.

Tipos y modalidades de recubrimientos más empleados Los tipos de recubrimientos son empleados para la protección de los siguien­ tes elementos arquitectónicos: Parte superior de muros (wall capping) sin techumbres. En general estos recu­ brimientos son de mortero y suelen ser bastante resistentes, ya que deben pro­ teger el núcleo expuesto de los muros que es muy susceptible al ataque. Sus cargas normalmente son de gránulos grandes y mezclados para alcanzar bue­ na resistencia mecánica al impacto de la lluvia, el viento y la insolación directa. Sillares de mampostería. Cuando han perdido sus revestimientos y por su calidad se ven afectados a la exposición directa, esta medida evita la altera­ ción continua y que los elementos estructurales deban reemplazarse una vez que se produzca fatiga completa o pérdida de la resistencia mecánica que im­ plique un riesgo al elemento completo. Estos recubrimientos pueden ser de dos tipos: suelen imitar la calidad y color de la piedra sin constituirse como un elemento de revestimiento, o bien pueden ser de tipo aplanado para recu­ brir homogéneamente el muro (figura 3). Elementos decorativos, como esculturas de piedra o relieves de estuco. Los elementos decorativos –como esculturas– se manufacturan con soportes de piedra tallados que se recubren para poder modelar fácilmente superficies

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Figura 3. Muro de sillares de piedra caliza en proceso de aplicación de recubrimiento de sacrificio de mortero de cal. Zona arqueológica de Río Bec, Campeche, Grupo B Estructura 6N2 fachada este. Fotografía: Yareli Jáidar Benavides. Proyecto arqueológico de Río Bec Operación VII.

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volumétricas. Cuando la cobertura se pierde o se altera, los elementos estruc­ turales quedan expuestos y son fácilmente intemperizados. La dureza de las piedras usadas para tallar formas volumétricas normalmente es limitada y esto las hace vulnerables a las condiciones de exposición directa. Los recubri­ mientos de sacrificio aplicados a estas superficies aseguran que los elementos estructurales no sean reemplazados y puedan protegerse de los efectos de la exposición directa utilizando un sistema similar al de su manufactura origi­ nal. El recubrimiento puede ser una capa ligera de lechada de cal o bien una pasta muy aguada y delgada de mortero que permita observar los detalles del original. Otros elementos tallados en piedra pueden ser sujetos de ataque por cristalización y solubilidad de sales que suelen alterar sus patrones cris­ talinos originales, volviéndolos muy susceptibles si han perdido su capa de revestimiento y protección; en este caso pueden recubrirse de una pasta más gruesa que sea el frente de ataque de sales que cristalizan en superficie. Estos elementos decorativos pueden recubrirse en el caso en que su estructura y superficie estén altamente dañadas, aunque la técnica y el sistema de recu­ brimiento deben ser efectivos para no impedir la apreciación de sus atributos visuales (figura 4). Lo mismo es aplicable a elementos decorativos modelados en estuco (figuras 5 y 6).

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a) Figura 4. a) Fachada decorada con mosaico de piedra tallado y originalmente recubierto con estuco y actualmente protegida en su totalidad con un recubrimiento de sacrificio rugoso que imita la textura de la piedra, b) detalle del recubrimiento de sacrificio en mosaico de piedra tallada. Zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán, Cuarto 29, Estructura 1. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

b)

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Figura 5. [Siguiente página] Esquina redondeada decorada con relieve de estuco antes de su recubrimiento. Zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán, Cuarto 29, Estructura 1. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

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Figura 6. Recubrimiento de sascab muy fino y arcilloso y cal sobre el relieve de estuco de la Esquina redondeada decorada. Zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán, Cuarto 29, Estructura 1. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

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Figura 7. a) Piso de estuco original deteriorado por su exposición al intemperismo, b) proceso de aplicación de distintas capas de mortero que conforman el recubrimiento de sacrificio, c) aplanado y pisos protegidos con recubrimientos de sacrificio de morteros de cal. Zona arqueológica de Río Bec, Campeche, Grupo A, Estructura 5N2. Fotografía: Yareli Jáidar Benavides. Proyecto arqueológico de Río Bec Operación VII.

a)

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Mosaicos de pisos. Estos elementos normalmente se protegen cuando no existe una medida de protección externa –cubiertas o techumbres– por alguna imposibilidad técnica, económica o interpretativa, y cuando adicionalmente no puede impedirse que la superficie se exponga al tráfico de transeúntes. Normalmente estos recubrimientos cuentan con una serie de capas que los protegen del daño producido por dicha acción u otro agente de erosión (Ne­ guer 2004: 252). Revestimientos (aplanados, enjarres o revoques) de muros interiores y exteriores. Estos recubrimientos se utilizan cuando los muros se encuentran incomple­ tos y es imposible colocar una cubierta de protección exenta o techumbre. Los aplanados incompletos suelen ser muy susceptibles al ataque físico y quími­ co, y los recubrimientos pueden imitar su calidad, grosor y apariencia. Los aplanados a base de cal que presentan un deterioro activo deben protegerse con recubrimientos de sacrificio durante trabajos de consolidación estructural cuando la continua captación de humedad y la exposición directa al sol genera la formación de eflorescencias de sales solubles provenientes de los mismos originales contaminados o los materiales de la consolidación estructural que al cristalizar en la superficie generan una disgregación y pérdida de cohesión interna de los mismos materiales constitutivos del aplanado (figura 7).

b)

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c)

Pisos originales. Éstos suelen estar expuestos de manera directa a los efec­ tos de intemperismo y el paso o movimiento de visitantes. En caso de encon­ trarse íntegros, durante la excavación arqueológica suelen alterarse con gran rapidez si no son recubiertos. Si la edificación –arqueológica o histórica– se ha sujetado a una consolidación con cemento, los pisos originales suelen ser frentes de evaporación de humedad contenida en los núcleos de los basa­ mentos, lo que genera mayor susceptibilidad a la alteración. Si, por otro lado, están originalmente muy alterados y deteriorados, se convierten en áreas de fácil permeabilidad de agua de lluvia y filtraciones hacia el núcleo y hacia los muros colindantes. Los recubrimientos en pisos pueden diseñarse con pendientes que favorezcan la canalización de agua de lluvia y que eviten su estancamiento y posterior filtración, y con diversas capas para proteger de la erosión en diversas modalidades. La exposición eólica en áreas de corrientes de viento y acarreo de partículas de suelo, hojas y otros materiales abrasivos también puede evitarse con recubrimientos que imiten los revestimientos ori­ ginales (figuras 7 y 8). Superficies con pintura mural. Existen pocos ejemplos de recubrimientos de superficies pintadas, pero normalmente ocurre cuando los efectos de la alteración de formación de eflorescencias es inevitable debido a la captación y pérdida incontrolada de humedad (Woolfitt 2007: 175). En algunas ocasio­ nes puede aprovecharse la realización de la réplica de la capa pictórica sobre el recubrimiento de protección y sacrificio para evitar obliterar el elemento pictórico y monitorear el índice de deterioro activo (figura 1).

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Figura 8. Piso de estuco protegido con recubrimiento de sacrificio de mortero de cal bruñido ubicado frente a la fachada teratomorfa de la Estructura 1. Zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

Materiales comunes para efectuar los recubrimientos de protección y sacrificio Este apartado se centra en recubrimientos realizados a base de una mezcla de cal, agregados, agua y en algunas ocasiones aditivos orgánicos y membranas de separación. Existen materiales que se usan como membranas en combi­ nación con los recubrimientos y permiten mejorar sus cualidades, además de que facilitan su aplicación y maniobrabilidad. Éstos a su vez se vuelven marcas para distinguirlos de los originales a proteger y son barreras amorti­ guantes entre el material original y el recubrimiento. Para la preparación de recubrimientos es importante que la selección de los materiales que los componen sea adecuada a las calidades y propiedades que diferentes opciones de materiales brindan. Esto debe elegirse de acuerdo con el tipo de recubrimiento que se desea utilizar. Las características genera­ les de la cal y los diferentes agregados se describen brevemente de acuerdo con su uso para la preparación de morteros empleados como recubrimientos de protección y sacrificio.

Cal La cal funciona como cementante del mortero. La calidad de los morteros depende del tipo y calidad de la cal que se utilice y de cómo se mezcle con

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los agregados y el agua. Tanto las cales hidráulicas como las cales aéreas (véa­ se Orea en este mismo volumen) han sido utilizadas en la elaboración de recubrimientos de sacrificio (Woolfitt 2007: 174), por lo que se seleccionan dependiendo de la función que cumplen los recubrimientos, así como de las cualidades que se desea alcanzar durante la preparación, aplicación y secado de la mezcla. Las cales hidráulicas han resultado efectivas en sitios de ambientes cos­ teros o muy húmedos (con gran cantidad de vapor de agua en el aire) ya que éstas ganan dureza y resistencia en contacto con el agua. Fueron empleadas en el sitio de Zeugma en Turquía (siglo iv aC) para la protección de ele­ mentos decorativos, como mosaicos y pintura mural bajo el agua. El sitio se inundó en el 2000 a causa de la construcción de una presa hidroeléctrica (Nardi y Schneider 2004: 157-167) y en su superficie se aplicaron lechadas de cal y morteros de cal hidráulica de manera previa a un reenterramiento. Se emplearon los recubrimientos como barreras protectoras para evitar el des­ plazamiento a causa del oleaje. La cal hidráulica Lafarge® y aérea se emplea­ ron en conjunto con polvo de ladrillo y polvo de piedra en proporciones 2:1 (carga:cementante). Se aplicaron en un grosor de 20 mm sobre las pinturas murales y de 50 mm en mosaicos. Para moderar esta dureza se aplicaron ca­ pas intermedias de lechadas de cal cuya función es facilitar su remoción en un futuro, así como una alta proporción de cargas finas (de ladrillo y de piedra) en el mortero (Woolfitt 2007: 168). En México no se han reportado casos de uso de cales hidráulicas para la elaboración de recubrimientos de sacrificio. Durante el siglo xix y principios del xx en Europa se emplearon morte­ ros hidráulicos en el campo de la conservación y restauración de edificios. En años recientes, se ha promovido el uso de cales aéreas por razones históricas y técnicas. Incluso países como Francia, en donde está extendido el uso de cal­ hidra –cal en polvo parcialmente hidratada– y cal hidráulica, se ha empren­ dido investigación para evaluar propiedades mecánicas y petrofísicas para estudiar la compatibilidad y durabilidad de reparaciones a base de cal aérea en comparación con las realizadas con cal hidráulica (Bromblet 2000: 515) En México se ha empleado principalmente la cal aérea (de piedra, o semi­ hidratada, llamada cal química3) con el mayor tiempo posible de hidratación en caleras. Se busca que esta cal sea de la mejor calidad posible, es decir, que presente un alto porcentaje de hidróxido de calcio y la menor cantidad de impurezas que puedan afectar su comportamiento o aportar minerales no deseados a las superficies que se busca proteger. La cal se aplica en pasta mezclada como mortero, o bien directamente como lechada hecha a base de una suspensión semifluida.   La cal química producida en Yucatán y el centro de México cuenta con un estricto control de calidad que asegura que tenga un contenido mínimo de 99 % de hidróxido de calcio. 3

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El uso del cemento para recubrimientos de protección y sacrificio no se recomienda porque presenta mayor dureza y tiene mayor resistencia mecáni­ ca que el material original a proteger, y adicionalmente porque es una fuente importante de sales solubles que producen daños físico-mecánicos y/o quí­ micos en contacto con la humedad y estos factores limitan la protección que puede brindar.

Agregados La elección de agregados para los morteros formados para los recubrimientos dependerá de los materiales constitutivos del elemento a proteger, de la fun­ ción que tendrá dicho aplanado o mortero (y por lo tanto su dureza, grosor, resistencia) y la apariencia que se desea conseguir. En general se recomienda emplear cargas disponibles en la región, tanto por cuestiones logísticas como de compatibilidad con los materiales origina­ les, los cuales suelen provenir de localidades no muy lejanas. Pero en casos especiales es posible emplear materiales no disponibles en la región cuando éstos proporcionen a la mezcla características específicas que se busca tener en los recubrimientos, por ejemplo, agregados que brindan propiedades hidráuli­ cas (ladrillo pulverizado y cenizas volcánicas) o polvo de piedra pomácea para aligerarlo y hacerlo muy poroso. Se han utilizado y recomendado agregados como arenas, ladrillo pulveri­ zado y polvo de piedra caliza (Woolfitt 2007: 168). En la conservación del hi­ pódromo de Caesarea, en Israel, se probaron distintos agregados para recubrir los aplanados de muros expuestos en un ambiente costero. Tenían cualidades puzolánicas y fibras coloreadas como marcadores visibles para distinguir los recubrimientos de los originales a proteger (Woolfitt 2007: 174). En la zona arqueológica de Teotihuacan, por ejemplo, se utiliza el te­ zontle molido (piedra volcánica extrusiva de color rojo y negro) y el barro en combinación con la cal, y de acuerdo con la aplicación se tamizan para obtener diferentes granulometrías (como gravilla o polvos tipo arena). En otro tipo de recubrimientos se usan las arenas de río y las arcillas. En la zona arqueológica de Chicanná los morteros de sacrificio fueron elaborados con polvo de mármol y arena de río con partículas de diferentes granulometrías y colores. A esta tierra, de acuerdo con García Solís y Valencia Pulido (1997: 112), se le llama camoteada. Otro aspecto es la manipulación de las proporciones. En algunas ocasio­ nes los materiales que se usan para recubrimientos son los mismos que los que se utilizan para morteros y argamasas para otros procesos de conserva­ ción, pero lo que varía es la proporción que se emplea con respecto a la canti­ dad de cal (Canti y Davis 1999: 779). Por ejemplo, Fidler (2002: 24) menciona que el éxito de los morteros usados para recubrir consistió en la proporción

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de cal con respecto a los agregados usados, que en su caso fue incluso de 8:3 (cargas:cementante), indicando que lo que se requería era la formulación de mezclas para obtener recubrimientos muy suaves y porosos. En Ek’ Balam y en otros sitios arqueológicos del sureste mexicano (como Río Bec y Becán) se han empleado básicamente polvo de piedras locales y di­ ferentes tipos, colores y granulometrías de sascab (véase Alonso en este mis­ mo volumen) para los morteros de protección y sacrificio.

Aditivos De acuerdo con Fidler (2002: 24), algunas de las recetas tradicionales para fabricar recubrimientos de sacrificio incorporan caseína a la mezcla (3:10 caseína:pasta de cal diluida), lo cual resulta en caseinato de calcio, que tie­ ne propiedades coagulantes, adhesivas e hidrófobas. Sin embargo, la caseína propicia la actividad biológica y su uso no es apropiado en condiciones de alta humedad y temperatura, como ocurre en regiones tropicales y subtropicales. En el campo de la conservación arqueológica en México, como resulta­ do de investigaciones de tecnología antigua de pintura mural, aplanados y relieves de estuco, y en la búsqueda por mejorar y diversificar el uso de la cal en la conservación de estos bienes, se han utilizado morteros con aditivos de extractos naturales de plantas. En el área maya su selección se fundamenta en la tradición oral y en el conocimiento que los mayas modernos tienen de estos recursos, ya que su uso se reconoce en la construcción de pisos y encalados en épocas actuales. En la práctica, estos aditivos parecen beneficiar la plasticidad de las pas­ tas, el tiempo de fraguado, el color, la adhesión y la resistencia. En la zona arqueológica de Chicanná se ha empleado el extracto del ár­ bol del Chucum (Agave ixtli silvestre) en mezcla con morteros (García Solís y Valencia Pulido 1997: 112). En la zona arqueológica de Ek’ Balam se han utilizado diversos aditivos provenientes de la maceración de cortezas de ár­ boles locales. Jáidar Benavides (2006: 179) realizó una investigación formal para explorar cómo los aditivos modificaban las propiedades de los morteros usados en la conservación de este sitio y entre ellos evaluó el uso del pixoy, el chacah y el jolol, tres árboles locales que producen un extracto viscoso cuan­ do sus cortezas se maceran en agua. El aditivo que con mayor frecuencia se ha empleado en los recubrimientos es el pixoy, mismo que se añade a la cal en el momento de mezclar el mortero. En la práctica, este aditivo le propor­ ciona mayor plasticidad a la mezcla y retarda el tiempo de fraguado. Aparen­ temente la dureza y la resistencia mecánica aumentan ligeramente y el color se modifica temporalmente a un tono amarillento rosáceo. Por otro lado, la cal apagada con chacah adquiere una mayor dureza, por lo que se ha utiliza­ do para recubrir pisos que continúan siendo áreas de paso y están expuestos

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continuamente. En éstos se ha notado que la cal hidratada con el agua de chacah produce mejores resultados y en mezcla con el sascab a una proporción 2:1 (sascab:cal) es bastante efectivo a mediano plazo (cuatro años). El chacah retarda considerablemente el fraguado y aparentemente incrementa la dureza del recubrimiento del piso (Meehan et al. 2010).

Membranas de separación y materiales de relleno o amortiguamiento El uso de membranas para reenterramientos ha sido más estudiado y expe­ rimentado; tal es el caso de los geotextiles, que son membranas sintéticas de poliéster tales como Holytex®, Pavitex®, Geotech® y otros comercializados en el mercado como geomembranas, geotextiles tejidos, geceldas, y georetículas (Kavazanjian 2004: 378). Poco se ha estudiado su uso en recubrimientos de sacrificio; sin embargo, se han utilizado en mosaicos y otros elementos sumer­ gidos (Neguer 2004: 370). Woolfitt (2007: 174) advierte la necesidad de tener cautela al colocar estos materiales en contacto directo de las superficies origi­ nales; es mejor que exista una capa de material amortiguante entre el original y la membrana o el geotextil, y que siempre las superficies originales a proteger se estabilicen indirecta y directamente con intervenciones de conservación y restauración que aseguren su condición material. En el caso de las superficies que cuentan con grandes pérdidas de soporte, es necesario que se homogenei­ cen para que la superficie a recubrir y proteger sea lo más uniforme posible y se evite un deterioro diferencial. El uso de geomembranas y otras protecciones y barreras intermedias ha resultado contraproducente en superficies desigua­ les en nivel donde se produce acumulación de agua o desarrollo de flora (Ne­ guer 2004: 252). Como normalmente se practica en los reenterramientos, al aplicar un recubrimiento se recomienda que se coloque una ligera capa de material de relleno entre la superficie original y el recubrimiento. Este material de relle­ no debe ser estable física y químicamente y de naturaleza similar al original que será protegido, esto incluye contar con un pH similar para evitar que, cuando exista humedad en alguna capa, se produzca un índice de acidez o alcalinidad diferente por la disolución y deposición de minerales en la su­ perficie (Hopkins y Shillam 2005: 85). Especialmente se recomienda que no contenga óxidos de hierro que generen manchas sobre el original (Woolfitt 2007: 176). Estas membranas de separación deben de ser capas de separación y de reforzamiento, resistentes a las filtraciones de agua y de fácil drenaje. Deben también ser barrera ante la acumulación de agua de forma puntual y local, y ante todo ser una protección mecánica y química de larga durabilidad (Kava­ zanjian 2004: 378).

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En la zona arqueológica de Teotihuacan los pisos se recubren con un geo­ textil como barrera antes de aplicar los recubrimientos sobre los pisos (Rivero Rogelio, comunicación personal, agosto 2011). En la zona arqueológica de Ek’ Balam, en la mayoría de los recubrimien­ tos que protegen aplanados y pisos inicialmente se nivelan las superficies, y las área de pérdida se tratan con rellenos para nivelar –normalmente éstas no representan más de 20 % del total del original a recubrir. Una vez hecho esto, se coloca una capa intermedia de sascab fino (con alto contenido de arcillas) de aproximadamente 2 a 3 mm sobre toda el área original y agregada a recubrir, de una granulometría muy fina tipo harina, limpio y libre de sales y materiales ajenos. Ésta se aplica humectada con el fin de volverla plástica y propiciar su adherencia al muro y a la membrana que separa al original del recubrimiento. La membrana que se utiliza es sintética y de trama fina que le sirve de estructura y refuerzo al recubrimiento. En elementos horizontales se aplica como una tela en un solo tramo, mientras que en elementos verticales se prefiere en secciones pequeñas que se empalman. Esta membrana tiene la doble función de separar el original de las múltiples capas de recubrimiento que se aplican y ser un marcador visible cuando es necesario reemplazarlo, o bien, cuando se decide eliminar por completo. La membrana que descansa sobre esa capa de sascab arcilloso no deja marcas sobre el original, y en el momento que se hace visible indica que las capas superiores se han perdido y que el original únicamente está protegido por la malla y por la capa de sascab sin cementante (Alonso Olvera et al. 2002: 49) (figura 9). Las membranas que han resultado efectivas en el recubrimiento de pisos y aplanados verticales

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Figura 9. Zona de pérdida de recubrimiento de sacrificio (réplica) en aplanado con color rojo donde se observa el detalle de la estratigrafía de los materiales empleados: 1) aplanado original, 2) sascab muy fino y arcilloso, 3) barrera de malla de textil sintético (mosquitero) y 4) aplanado fino de cal pigmentado. Zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán, Estructura 1. Fotografía: Alejandra Alonso Olvera.

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son las tipo mosquitero o telas sintéticas de nylon, que son materiales sin­ téticos inertes, resistentes y fáciles de conseguir en cualquier localidad. Para los recubrimientos de relieves modelados, tanto de piedra como de estuco, se ha empleado una tela flexible pero sintética, como el tul de nylon o poliéster de distintas texturas y aperturas, desde los más rígidos y pesados hasta los ligeros y muy flexibles que se amoldan con mayor facilidad a la superficie irregular y a las formas volumétricas (figuras 5 y 6).

Procedimiento general para la preparación de un recubrimiento de acuerdo con la experiencia de la zona arqueológica de Ek’ Balam, Yucatán Recubrimientos de revestimientos originales (enlucidos, aplanados, y revoques) de muros Estos recubrimientos se colocan una vez que los revestimientos originales han sido tratados con tareas de limpieza, fijado, consolidación y estabiliza­ ción. Se han puesto en conjunto con una barrera protectora, normalmente una malla plástica fija, humedeciendo previamente el muro. La malla plástica se ubica en secciones pequeñas que se empalman utilizando en conjunto una capa de 2 mm de grosor aproximadamente de sascab fino humectado con aditivo de pixoy, aplicada con espátula como pasta muy plástica. Esta capa de pasta de pixoy sin cementante y sólo aditivo es de gran maniobrabilidad. Una vez puesta y todavía húmeda, se coloca otra encima del mortero en propor­ ción 2:1 de sascab fino o medio con cal apagada con agua de pixoy. Esta pasta se aplica con espátula en una capa de un grosor de 2 a 3 mm y se compacta lo mejor posible. Una vez concluida esta capa se puede colocar una más fina que se bruñe para dar la calidad del aplanado en caso de que se trate del enlucido fino lo que se está recubriendo. Los aplanados rugosos se recubren con el mismo sistema, pero no se uti­ lizan los recubrimientos finos y bruñidos. En algunos casos ni siquiera se em­ plea como una capa homogénea sino como una irregular o rugosa con varias aplicaciones de una pasta muy líquida de mortero con una esponja, de forma que quede la misma apariencia que el revoque o aplanado rugoso original presenta y se está protegiendo (figura 4). En los casos de aplanados o enlucidos pintados, coloreados o decorados con motivos pictóricos o trazos tipo grafitti, los recubrimientos pueden ade­ más replicar la superficie original (figura 2).

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Pisos Los pisos se recubren con una capa de malla plástica y sascab fino aplicado en húmedo con espátula. La malla puede utilizarse en una sección si el área no es demasiado grande (menos de 2 m2) y está bien nivelada, o en secciones si se trata de diferentes alturas o superficie irregular. La capa de sascab es aproxi­ madamente de 2 o 3 mm de grosor. Sobre ésta se colocan dos capas de gravilla: una fina y una mediana, y encima de éstas una capa de mortero con propor­ ción 3:1 o 2:1 (agregados: cal), dependiendo de la dureza y compactación re­ querida, para lo cual se utilizan agregados de diferente granulometría. Esta capa de mortero se aplica con espátula, de forma que quede bien compactada. En algunas ocasiones se ha colocado en dos etapas, pero siempre antes de que la inferior seque, siendo más rugosa y la superior más fina. La más fina se pule y compacta lo mejor posible para que sea impermeable y resista eficientemen­ te las inclemencias del tráfico, la lluvia, la insolación y las corrientes de viento directas (figura 8). La cal apagada con chacah produce un mortero más duro y de fraguado lento que a veces permite tratar la superficie por más tiempo y compactarla con más facilidad en el secado lento. Estos pisos resultan ser duros compara­ dos con otros cuya mezcla de mortero se trató con pixoy o jolol.

Relieves de estuco Estos relieves se tratan como cualquier otro elemento con tareas de conser­ vación y de restauración según sea el caso. Una vez concluida su estabili­ zación, se recubren con una mezcla de agua de chacah y sascab muy fino y arcilloso, sin cementante. Esta es una capa de protección y sacrificio que tiene dos funciones: la primera es proteger del intemperismo, y la segunda y más importante es ser la capa receptora de la cristalización de sales solubles en el caso en el que no se pueden detener o controlar las fuentes de hume­ dad que causan los ciclos de solubilización y recristalización. Estas capas de recubrimiento suelen no tener cementante con el fin de que no tengan gran sujeción al soporte que protegen y hacerlas menos resistentes y más porosas que las superficies originales a proteger. Sin embargo, en algunas ocasiones se mezclan con cal a una proporción muy baja (3:1 o 4:1) para darles mejor amarre sin volverlas más duras que las originales a tratar, pero que sean más eficientes por mayor tiempo. La capa de recubrimiento se aplica muy líquida y con ayuda de fragmentos de malla plástica o tela de nylon tipo tul que se coloca sobre los relieves en pequeñas secciones traslapadas. A veces se apli­ ca la mezcla muy líquida y directamente con la mano, o bien con la ayuda

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de una espátula se moldea la superficie de relieve buscando lograr la mayor homogeneidad y cubriendo todas las irregularidades. La aplicación manual (sin herramientas metálicas) evita que la capa quede muy compactada y poco porosa, como sucede al aplicar la pasta en una capa con espátula. La capa de recubrimiento puede variar en su grosor de acuerdo con el propósito origi­ nal de colocación, esto implica que atrape más o menos sales en su superficie durante su cristalización o resista las inclemencias del clima si está expuesto directamente a ellas. En la mayoría de las ocasiones el recubrimiento imita la volumetría e incluso los diseños con el fin de conservar el detalle del ori­ ginal subyacente en su interior y permitir al mismo tiempo su apreciación a pesar de mantenerse cubierto. Las capas de recubrimiento normalmente son de entre 3 y 5 mm de grosor y varían de acuerdo con el tipo de malla que se utilice (figuras 5 y 6).

Sillares de piedra ( formando mosaicos, tallados, decorados o sin decorar) Aquellos sillares de piedra que han perdido los recubrimientos originales de estuco se han tratado con el propósito de protegerlos de la exposición al am­ biente y evitar la cristalización de sales en su superficie. Sin embargo, se ha evitado reponer el revestimiento original ya que éste se ha perdido por com­ pleto y no se tiene dato arqueológico del mismo –grosor, apariencia, color, y si éste era plano o volumétrico con diseños específicos. El recubrimiento imi­ ta en este caso la calidad de la piedra (superficie, color y textura), que cons­ tituye el dato arqueológico presente, y en el caso de contar con relieve, éste se reproduce en el recubrimiento para no obliterar el dato y hacerlo visible. Estos recubrimientos se preparan con una pasta de mortero con cargas grue­ sas que imitan la granulometría y color de la piedra. Se aplican con espátula y en capa gruesa para proteger de la formación de sales que se depositan en superficie. Normalmente se preparan en proporción 2:1 y 3:1 (agregados:cal) y con hasta tres diferentes granulometrías (figura 3).

Conclusiones Al aplicar cualquier recubrimiento es importante tomar en cuenta el principio general que indica que el original marca siempre la pauta del tipo, modalidad, condición, sistema y materiales a utilizar en la intervención. Es importante recordar que el material de recubrimiento debe ser siempre más débil, me­ nos resistente y más vulnerable al ataque que el original a proteger, ya que su principio es ser temporal, y preservar el original a toda costa, incluso si eso

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implica que se sacrifique en breve tiempo el recubrimiento. El recubrimiento de protección y sacrificio es una medida que sólo tiene sentido si se le da seguimiento. Antes de aplicar un recubrimiento puede ser útil responder las siguientes preguntas; una vez que se tienen claras las respuestas es posible que se en­ cuentre en el momento apropiado para realizar el tratamiento: 1. ¿Se ha valorado si es un caso único o se trata de un problema genera­ lizado en el sitio, monumento o elemento? 2. ¿Se ha registrado el elemento original problemático? 3. ¿Se han determinado cuáles son las causas de los deterioros obser­ vables? 4. ¿Se han determinado las medidas para controlar o abatir las causas de alteración? 5. ¿Se ha estabilizado el elemento original a recubrir con tareas de con­ servación y restauración? 6. ¿Existen otros métodos de conservación indirecta a mano y factibles para proteger el original que se usen en combinación con el recubri­ miento? 7. ¿Se ha calculado el material necesario para su recubrimiento y su costo, así como el espacio necesario para su tratamiento previo –lim­ pieza, secado, molido, almacenamiento? 8. ¿Se ha realizado la clasificación del material de recubrimiento en di­ ferentes texturas y granulometrías? 9. ¿Se han definido las diferentes capas que constituirán el recubri­ miento? 10. ¿Se cuenta con personal suficiente para su aplicación? 11. ¿Se ha calculado el tiempo que requerirá y que implica la aplicación del recubrimiento? 12. ¿Se ha considerado hacer una réplica además del recubrimiento? 13. ¿Es apropiado reproducir los volúmenes o relieves con el recubri­ miento? 14. ¿Se ha determinado si el recubrimiento es prioritariamente de pro­ tección o de sacrificio? 15. ¿Se ha definido cómo monitorear el recubrimiento para determinar su reposición, mantenimiento o sustitución? 16. ¿Se cuenta con materiales y recursos humanos suficientes para reali­ zar esas tareas? 17. ¿Se ha determinado cada cuándo se realizará el monitoreo? 18. ¿Se ha diseñado un método sistemático para realizar el monitoreo?

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Una vez teniendo estos requerimientos listos, puede procederse a su rea­ lización, y los imprevistos serán siempre menores. Este es un sistema cuyos resultados han probado que funciona exitosamente siempre y cuando tenga seguimiento y se combine con otros procedimientos directos e indirectos de conservación.

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Nanotectonología aplicada a la consolidación de pinturas murales. Nanopartículas de hidróxido de calcio, Ca(OH)2 María del Carmen Castro Barrera *, Yareli Jáidar Benavides **, Piero Baglioni y Rodorico Giorgi *** * Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah ** Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural-inah, csgi-Italia *** Departamento de Química CS61-Universidad de Florencia

Introducción La ciencia aplicada a la conservación del patrimonio en México se ha enfo­ cado, principalmente durante los últimos años, a la identificación de técni­ cas de manufactura de los bienes culturales por medio de la caracterización analítica de sus materiales constitutivos y las reacciones químicas relaciona­ das con la degradación de los mismos. Los avances logrados han aportado numerosos conocimientos en cada uno de estos rubros; sin embargo, esto aún no ha sido suficiente ya que para contar con un desarrollo integral en el campo de la conservación sería sumamente importante incrementar la búsqueda de nuevos métodos de conservación de los materiales, en especial aquellos que se encuentran expuestos a la intemperie. En las últimas décadas se ha hecho especial énfasis en la reversibilidad de los tratamientos de conservación y restauración del patrimonio cultural, debi­ do principalmente a la mala experiencia que se ha tenido con el uso de ciertos polímeros sintéticos aplicados en pintura mural y elementos decorativos ex­ puestos en contextos arqueológicos. Sin embargo, existen procesos utilizados en la conservación de estos bienes que, por su misma naturaleza de aplica­ ción, contradicen la posibilidad de que el tratamiento sea cien por ciento re­ versible; tal es el caso de la consolidación y el fijado de estructuras y estratos pictóricos. Para subsanar esta paradoja, se ha propuesto el uso de métodos basados en la aplicación de materiales similares y compatibles a los que con­ forman a los bienes culturales a fin de que presenten por lo menos el mismo comportamiento y permitan a su vez futuros tratamientos. Considerando esta premisa, en recientes fechas se ha explorado un cam­ po innovador en la conservación en México: el de la nanociencia y la nanotec­

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nología. El continuo desarrollo y estudio del comportamiento fisicoquímico de nanomateriales, aunado a una mejor comprensión de los mecanismos de degradación que sufren los bienes culturales, han permitido tener un mayor acercamiento a nivel científico en los tratamientos para revertir o retardar algunos procesos de deterioro. Uno de los sistemas de conservación más novedosos en este sentido ha sido el uso de sólidos nanodispersos para la consolidación de pinturas mura­ les. Las formulaciones son realizadas para cada caso utilizando nanopartículas de hidróxido de calcio suspendidas en alcohol isopropílico. Los primeros ejemplos realizados con buenos resultados se llevaron a cabo en Florencia, Italia, con la restauración de las pinturas murales de Santi di Tito en la Catedral de Santa María del Fiore y la pintura mural de Andrea da Firenze en la Capellone degli Spagnoli en el Chiostro Verde de la iglesia de Santa María Novella (Ambrosi et al. 2001: 232; Giorgi et al. 2000: 158-159). En México, aunque ya se tienen reportados algunos resultados positi­ vos en la conservación de pintura mural prehispánica, como en el caso de la zona arqueológica de Calakmul en Campeche (Baglioni y Giorgi 2006: 298-299; Giorgi et al. 2010: 9379-9381, Baglioni et al. 2006: 165-167; 2009: 65-69), aún se sigue experimentando con el uso de las nanopartículas de hidróxido de calcio en otros casos que han resultado mucho más complejos. Se trata principalmente de las pinturas murales en la Caja de Agua en la zona arqueológica de Tlatelolco (Castro 2009), de los “Bebedores” en Cholula, Puebla (Grimaldi, 2008), y en Mayapán, Yucatán (García Solís 2008). En los dos últimos casos se utilizaron en el pasado polímeros sintéticos para la conso­ lidación, fijado y resane de los estratos pictóricos, lo cual, sumado al contexto arqueológico y ambiental en el que se encuentran y al alto porcentaje de sales solubles, ha causado severos deterioros sobre las pinturas. Es importante mencionar que antes de decidir el uso de nanotecnología en estos sitios, se discutieron algunas otras opciones de tratamiento para la con­ solidación y fijado de la capa pictórica, especialmente en el caso de “Bebedo­ res” por tratarse de pintura sobre tierra con muy poco contenido de carbonato de calcio. Sin embargo, haciendo una revisión de otros métodos y materiales utilizados, se concluyó que actualmente no contamos con una propuesta más prometedora que ésta, especialmente en la línea del uso de consolidantes inor­ gánicos. Al final del capítulo se incluirán algunos de los resultados obtenidos hasta ahora en cada caso.

Conceptos generales En función de la decisión de utilizar determinados tratamientos y materiales para la consolidación y fijado de pinturas murales hemos considerado im­

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portante establecer algunos elementos teóricos, antes de entrar al tema que nos ocupa.

Principios y criterios de intervención En el campo de la conservación, los principios son aquellos enunciados que determinan las bases teóricas sobre las que se apoya la práctica técnica de la disciplina, ya que es justamente a partir de ellos que se derivan los criterios de intervención que son, a su vez, los mecanismos prácticos mediante los cua­ les se respetan y cumplen los primeros. Desde nuestro punto de vista, para poder obtener resultados satisfactorios en la búsqueda de nuevos materiales utilizados en la conservación de bienes culturales es fundamental considerar el siguiente marco teórico y sus definiciones.

La integridad como principio

La integridad se entiende como los valores que le dan significado y relevancia al patrimonio cultural. De tal manera, cualquier tipo de intervención que se lleve a cabo deberá efectuarse al nivel mínimo necesario y mantener dichos valores, respetando por completo los aspectos físicos, históricos y estéticos de éstos, incluyendo las evidencias de su origen, su constitución original, los ma­ teriales que los componen, apariencia y textura, las pérdidas como testimonio del paso del tiempo y toda aquella información que pudieran contener, como son las intenciones del fabricante y la tecnología usada en su manufactura. Por lo tanto, conservar in situ monumentos y conjuntos debe ser el objetivo fundamental de la conservación del patrimonio arqueológico, a menos que su estabilidad esté en juego (icomos 1999).

La estabilidad como principio

La conservación debe propiciar la estabilidad de los materiales constitutivos de los bienes culturales, la cual está determinada desde el momento mismo de su creación. Este principio tiene como objetivo devolver y mantener en el estado de menor alteración fisicoquímica, formal y estructural los materiales constitutivos de los elementos decorativos y recubrimientos arquitectónicos. Para lograr esto se observan distintos criterios, que son indispensables para la estabilidad de los bienes: El primero de estos criterios es la compatibilidad fisicoquímica de los ma­ teriales usados en la intervención, lo que significa que su composición debe ser similar o igual, y no deben modificar, alterar o destruir químicamente el material del bien que se desea conservar. Por lo tanto, la compatibilidad se refiere al hecho de que no deben darse reacciones químicas indeseables entre el material de restauración y el bien cultural, y en la medida de lo posible no deberá generar ningún tipo de producto secundario ni contrastes mecánicos

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al estar sometidos a los cambios ambientales. De ahí la importancia de cono­ cer los materiales constitutivos y la técnica de manufactura del objeto, para elegir los productos de restauración más compatibles con el original (Teuto­ nico 1977: 294). Otro de los criterios técnicos indispensables al momento de intervenir los elementos decorativos es la reversibilidad, que consiste en poder deshacer lo que fue hecho sin dañar la integridad del objeto. Este criterio fue planteado debido a que se observó que también los productos de restauración utilizados sufren un proceso de deterioro, dejando de cumplir con su función con el tiempo, por lo cual es necesario eliminarlos para aplicar unos nuevos. No es fácil cumplir este criterio, en especial en procesos en los que la reversibilidad de los productos es prácticamente imposible, como en el caso del proceso de consolidación. Cuando se trata de un proceso que tiene como objetivo devol­ ver estabilidad estructural, cohesión entre partículas y adhesión al sustrato, por medio de la aplicación de un consolidante o un fijativo, retirar este pro­ ducto implicaría su extracción, lo cual es casi improbable (o por lo menos riesgoso) en los estratos internos de una pintura mural, ya que al hacer re­ versible el proceso y eliminar el material, se le está devolviendo al original su inestabilidad y su posibilidad de perderse. Debido a lo anterior, es importante conocer las características de un consolidante sobre la capa pictórica a la que se va aplicar, así como el posible comportamiento del producto ante condi­ ciones determinadas para evitar tener que buscar la reversibildad del proceso (Teutonico 1977: 295). Considerando lo complejo que puede resultar cumplir cabalmente con la reversibilidad, se propuso el criterio de la retratabilidad, el cual puede definirse como la posibilidad de aplicar tratamientos de restauración que permitan que los bienes culturales se intervengan en el futuro, ya sea por tratamientos progresivos, procedimientos mejorados o técnicas alternativas, sin resultados negativos (Teutonico 1977: 295).

Definición de tratamientos Se han tratado anteriormente algunos de los principios y criterios que guían la ejecución de los tratamientos de restauración. A continuación nos interesa hablar particularmente sobre las operaciones de consolidación y fijado por ser fundamentales en la conservación de la pintura mural y elementos deco­ rativos.

Consolidación y fijado

La consolidación y fijado de estucos y capas pictóricas en pinturas murales ha permitido durante los últimos cincuenta años comparar el comportamiento de los productos de naturaleza orgánica e inorgánica y escoger unos u otros

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en función de los materiales constitutivos, la técnica pictórica y las condi­ ciones ambientales a las que se encuentren expuestos estos bienes culturales. Para ello, es fundamental, en primera instancia, conocer el grado de cohesión de la película pictórica y su adhesión al mortero, así como la sujeción de este último al soporte del muro. Desde nuestro punto de vista, los procesos de consolidación y fijado deben estar claramente diferenciados, ya que de facto son llevados a cabo por distin­ tas razones. El proceso de consolidación se realiza con la finalidad de devolver la cohesión interna entre las partículas de pigmento por la pérdida del aglu­ tinante o bien del soporte. El fijado, por otra parte, tiene la función de unir o adherir los desprendimientos entre los diferentes estratos de la capa pictórica. El estrato pictórico se disgrega en polvo o se vuelve pulverulento por la pérdida de cohesión entre las partículas de pigmento y falta de adhesión al sustrato. Esto puede ocurrir como consecuencia de una deficiente técnica de manufactura o por la acción de un conjunto de fenómenos físicos, químicos y biológicos que modifican la naturaleza de la sustancia cementante o aglu­ tinante de la cual depende su cohesión original. En ocasiones sólo la fuerza electrostática es la que permite la permanencia del pigmento sobre la superfi­ cie, con el riesgo de que en cualquier momento se desprenda y se pierda ante una acción mecánica. Uno de los principales causantes de este deterioro son los cambios de humedad interna en los diferentes estratos de la pintura mural o de otros elemen­tos decorativos, ya que se pueden disolver los compuestos solubles y ser transportados a su vez por el agua hacia un frente de evaporación, el cual suele ser la superficie pictórica. Al salir y entrar en contacto con el aire, las sales se cristalizan en superficie y es el esfuerzo mecánico ejercido por esto lo que produce el deterioro de la capa pictórica. La acción fisicoquímica de las sales al cristalizar puede provocar la pér­ dida de adhesión del estrato pictórico con el enlucido fino, generando que la capa pictórica comience a desprenderse en forma de pequeñas escamas. También los mecanismos de disolución y cristalización de sales alteran las pro­ piedades de los aglutinantes utilizados en las pinturas al temple (proteínas o azúcares) provocando pulverulencia o escamación. Asimismo, cuando la humedad es muy alta, se favorece la presencia de microorganismos, que provocan cambios de pH, lo cual también puede degra­ dar el aglutinante. En general, en los procesos de consolidación y fijado se usan productos de naturaleza orgánica o sintética debido a sus propiedades adhesivas. Sin embargo, se debe señalar que en la pintura mural, por razones que se explica­ ran más adelante, se ha optado actualmente por el uso de materiales de origen inorgánico.

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Los materiales que actúan como consolidantes o fijativos están mezcla­ dos con un agente dispersante necesario para su aplicación. Para que dichos procesos tengan buenos resultados, es necesario que el material penetre a una profundidad de por lo menos dos o tres milímetros para evitar formar películas superficiales o la acumulación del material en capas externas. Esto dependerá básicamente de si se trata de emulsiones o soluciones, de la pola­ ridad y tensión superficial tanto de estas sustancias como del sustrato y de la volatilidad de los agentes dispersantes, entre otros puntos a considerar (Mora y Mora 1984: 219). Por otra parte, el consolidante o fijativo, dependiendo del caso, no debe alterar las propiedades estructurales de los materiales originales, tales como la porosidad, ya que podría interferir en el fluido de gases y líquidos a través de la superficie del muro.

Antecedentes: uso de la cal y otros consolidantes en los procesos de fijado y consolidación de pintura mural Con el fin de que se comprenda de la mejor manera posible la importancia que ha tenido el retomar el uso de la cal y su evolución a nanopartículas de hidróxido de calcio en la conservación de vestigios arqueológicos, considera­ mos necesario hacer una breve síntesis de las experiencias obtenidas con otros materiales.

Polímeros sintéticos En décadas pasadas, con la aparición en el mercado de nuevos productos industriales, se introdujeron en México polímeros sintéticos usados con éxi­ to en Europa. A partir de la década de 1950 hasta la de 1980, los productos químicos elaborados por la industria prometían durabilidad, reversibilidad y permanencia de sus propiedades ópticas, las cuales fueron otorgadas a partir de pruebas realizadas en laboratorios en un periodo muy corto de tiempo, comparado con la antigüedad de los materiales de un edificio histórico o de los objetos en los que fueron aplicados, sin considerar todas las variables que ofrecen los bienes y su contexto constantemente cambiante (Peterson 1981: 54). Cuando se iniciaron los trabajos con estos materiales, no existía una ex­ periencia anterior que sirviera para prever los resultados, ni investigaciones realizadas in situ de sus propiedades fisicoquímicas que llevaran a deducir su incompatibilidad con los bienes culturales hechos a base de cal.1 A pesar de   Esto no quiere decir que en otras condiciones los resultados no han sido favora­ bles; muchos objetos que se encuentran dentro de los museos se han conservado ade­ cuadamente. 1

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ello, y debido a la urgente demanda de frenar el deterioro que sufrían estos bienes, se hizo extensivo su uso a partir de la aplicación de emulsiones y solu­ ciones hechas a base de nitrocelulosas, acetatos de polivinilo y acrilatos, entre otros, de diferentes marcas comerciales. La falta de conocimiento de técnicas de manufactura, procesos de altera­ ción, condiciones ambientales y el uso irreflexivo de técnicas y materiales de conservación europeos fueron factores fundamentales para que en las prime­ ras décadas de intervención de sitios arqueológicos los resultados fueran ne­ gativos, ocasionándose el deterioro y la pérdida de una cantidad considerable de pintura mural, relieves de estuco y de piedra localizados in situ. Desde los años ochenta se han publicado estudios de caso en que se han descrito detalladamente los inconvenientes y las consecuencias del uso de po­ límeros sintéticos en la consolidación y fijado de vestigios arqueológicos. Los deterioros más significativos debido a la incompatibilidad de los materiales y el cambio de sus propiedades fisicoquímicas han sido principalmente cam­ bios cromáticos, desprendimientos, disgregación y pérdida de la capa pictó­ rica. Una constante en todos ellos es que el principal agente de deterioro son las condiciones geoclimáticas en nuestro país, que fluctúan desde las cálidas y húmedas en el sureste, hasta las cálidas secas en el Altiplano central. A partir de ese momento se decidió emplear productos de restauración semejantes a los materiales originales y evitar el uso de los polímeros sinté­ ticos en los procesos de restauración.2 Se inició la aplicación de procesos y mecanismos para controlar agentes extrínsecos de deterioro, como la hume­ dad, el sol y la temperatura, a partir de la colocación de techos, la elaboración de desagües, intervención de soportes arquitectónicos, aplicación de recubri­ mientos de sacrificio, etcétera. La investigación interdisciplinaria se enfocó en el estudio y análisis de las causas, mecanismos y efectos de deterioro de los bienes arqueológicos con el objetivo de buscar nuevas alternativas de con­ servación.

El uso de la cal: ventajas y desventajas A partir de los resultados anteriormente descritos es que muchos restaura­ dores han optado por el uso de consolidantes de origen inorgánico, como el agua de cal.3 Este material posee características similares a la estructura del original, por lo que es cien por ciento compatible y más resistente al envejeci­ miento que los productos orgánicos; sin embargo, presenta algunos inconve­ nientes que más adelante mencionaremos.   Desgraciadamente, a pesar de que ya se conocen sus malos resultados, actualmen­ te se siguen empleando por algunos restauradores en diversas partes del mundo. 3   El agua de cal es una solución acuosa de hidróxido de calcio, Ca(OH)2. A 20 ºC contiene 1.7 g de hidróxido de calcio por litro de agua y es netamente alcalina, con un pH de 11 (Giorgi 2000: 155). 2

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El mecanismo a partir del cual el agua de cal consolida la pintura dis­ gregada es conteniendo las partículas de color en los cristales de carbonato de calcio que se forman cuando el hidróxido de calcio entra en contacto con el dióxido de carbono del aire. El agua de cal penetra al enlucido formando una interfase entre la capa pictórica y el soporte que mantiene unidos ambos estratos. Para que la consolidación con agua de cal resulte realmente efectiva es necesario aplicar varias veces el producto, de forma continua y sin dejar que seque por completo la superficie entre una impregnación y otra, ya que el momento del secado implica la formación de una capa cristalina completa­ mente sólida y por lo tanto impide la penetración adecuada de una siguiente aplicación. El efecto de consolidación no se da de forma inmediata, ya que para esto es necesario que el hidróxido de calcio fragüe por completo al entrar en con­ tacto con el CO2, para lo cual se requiere el secado total de la zona trabajada. El proceso de formación de cristales de carbonato de calcio puede tomar se­ manas. La cantidad disuelta de consolidante (hidróxido de calcio) es poca, por lo que es necesario aplicarlo en repetidas ocasiones. Sin embargo, este método no puede ni debe ser utilizado de forma indiscriminada. La gran can­ tidad de agua que se aplica a la pintura o a los relieves puede generar daños fisíco-mecánicos a soportes y capas pictóricas muy deterioradas, puede pro­ vocar migración de sales en el soporte o el afloramiento de las mismas en la superficie. Asimismo, la humedad aportada crea microclimas ideales para el desarrollo de microorganismos, el pH alcalino del hidróxido de calcio puede reaccionar de forma negativa con aglutinantes orgánicos y pigmentos. Si se aumenta la concentración del hidróxido de calcio a manera de lechada, la dis­ persión se vuelve más inestable ya que presenta un tiempo de sedimentación muy rápido; finalmente, la cristalización de carbonato de calcio tiene como consecuencia la formación de un velo blanquecino en superficie que modifica la apreciación visual de las pinturas y relieves (Ruiz Martín 2007: 80-81).

Dispersión de nanopartículas Considerando los resultados hasta ahora descritos, en los últimos años se ha visto la necesidad de encontrar nuevos métodos y materiales para el proceso de consolidación que cumplan con los criterios de compatibilidad, reversibi­ lidad y retratabilidad. En este sentido, se comenzó a trabajar con los sistemas nanodispersos fabricados a base de hidróxido de calcio, que, de hecho, es la mejor manera de consolidar pintura mural al ser el mismo material empleado en su manufactura. Para la consolidación, el agua de cal podría ser utilizada, pero el hidróxido de calcio es apenas soluble en el agua (1.7 g/l), por lo que

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para este fin se pueden utilizar las dispersiones estables de nanoparticulas de hidróxido de calcio en solventes no acuosos. El uso de estos últimos se puede comparar con el de una solución muy concentrada de agua de cal. Las partículas penetran en las primeras capas de la superficie pintada hasta una profundidad media de 2 a 3 milímetros o más y, una vez que el alcohol se evapora, se vuelven carbonato de calcio. De esta manera la capa original se reconstruye in situ envolviendo a los pigmentos y se logra la consolidación.

Proceso de fabricación El proceso de apagado de la cal o hidratación del óxido de calcio, CaO, es el método más barato y común que se lleva a cabo para obtener el hidróxido de calcio, Ca(OH)2. Gracias a la alta temperatura que se produce durante el apagado, es necesaria una gran cantidad de agua para lograr la hidratación; con un exceso de agua, se obtiene la cal en pasta. En general, se sabe que es mejor almacenar la cal bajo el agua pura por un tiempo prolongado para llegar una hidratación completa, lo cual requiere varios meses o incluso años. En la práctica se ha visto que dejarla más tiempo favorece la plasticidad y manejabilidad de las pastas de cal; sin embargo, poco se sabe acerca de los mecanismos (Rodríguez-Navarro 1998: 3032-3034). El efecto del almacenamiento prolongado de la cal bajo agua ha sido estu­ diado por Giorgi (2010: 9377), quien observó que la morfología y el tamaño del cristal del hidróxido de calcio muestran un cambio considerable con el paso del tiempo. Es decir, en un cierto plazo los cristales prismáticos pre­ sentes en la pasta de cal fresca experimentan una reducción considerable de tamaño y se convierten en placas hexagonales de cristales submicrométricos. La alta solubilidad de las caras prismáticas en comparación con las caras ba­ sales de la portlandita hexagonal fue usada como explicación para la trans­ formación de cristales prismáticos a placas hexagonales. Por otra parte, se vio que propiedades tales como la gran superficie de contacto y los cambios en la morfología determinan el incremento de la capacidad de adsorción de agua y plasticidad. En los morteros preparados con la cal que se ha dejado reposar por cierto tiempo, se ha podido observar la retención de agua y facilidad de trabajo. Por esta razón se ha demostrado que los morteros preparados con cal “envejecida” muestran un proceso de carbonatación más rápido en compara­ ción con morteros que contienen cal recién hidratada o de las disponibles en el mercado. Con esto se concluye que la cal apagada es probablemente uno de los más antiguos nanomateriales conocidos por la humanidad y el conso­ lidante ideal de pinturas murales y piedra caliza, basados en los cristales de tamaño nanométrico con una forma de placas hexagonales.

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Estas características proporcionan una buena consolidación y garantizan un efecto duradero. Por esto se buscó sintetizar el hidróxido de calcio y obte­ ner partículas de tamaño nanométrico con la morfología requerida de placas hexagonales. El objetivo es la síntesis de partículas menores de 300 nm y su apropiada dispersión en disolventes convenientes, por lo que las partículas pueden penetrar en la capa delgada de pintura mural transportadas por el disolvente dispersante. Las nanopartículas de hidróxido de calcio son sintetizadas a través de dos métodos. El primero es mediante una reacción de fase homogénea en agua y otros solventes orgánicos; y el segundo, a partir de la cal apagada. El primer método se basa en una reacción de doble desplazamiento en­ tre soluciones acuosas de hidróxido de sodio (NaOH) y cloruro de calcio (CaCl2). Ambas se calientan por separado a una temperatura de 90 ºC; una vez alcanzada, se mezclan rápidamente ambas soluciones manteniéndolas a la misma temperatura y en constante agitación. De esto se obtiene una sus­ pensión de hidróxido de calcio, a la que se le permite gradualmente alcan­ zar temperatura ambiente bajo una atmósfera de nitrógeno a fin de evitar la carbonatación del Ca(OH)2 (Giorgi 2002: 8200). Estas reacciones de co­ precipitación producen cloruro de sodio como producto colateral, el cual es necesario eliminar por completo, lo que requiere determinado tiempo para llevar a cabo la purificación. Ésta es usualmente realizada por diálisis en una solución de agua de cal. El tamaño y forma de las partículas puede ser determinado por la se­ lección de algunos parámetros durante la reacción, como la temperatura, la concentración de los reactivos y la relación molar. Se sabe que un aumento de temperatura de reacción conduce a una reducción del tamaño de las nanopar­ tículas, sin embargo, usando agua no es posible llegar arriba de los 90 ºC. Este camino sintético fue modificado por Luigi Dei y colaboradores, quienes usa­ ron el etilen y el propilen glicol como solventes de reacción a fin de obtener mayores temperaturas (arriba de 175 ºC). Ambas rutas de síntesis producen nanocristales de hidróxido de calcio con formas de placas planas hexagonales (plate-like) (Giorgi et al. 2010: 9377) (figura 1). La distribución del tamaño de las partículas muestra diferencias signifi­ cativas dependiendo del proceso de síntesis. La síntesis a altas temperaturas en glicol produce partículas de 30-60 nm, mientras que aquellas con tamaño promedio de 200-300 nm son usualmente obtenidas por reacción en agua a 90ºC (figura 2). El segundo método para obtener las dispersiones de nanopartículas de hidróxido de calcio es a partir de la cal apagada. La reacción de la fase hetero­ génea del CaO con agua produce, bajo condiciones específicas, cal en pasta, la cual usualmente tiene algo de CaO sin reaccionar en la base de las partículas. Con el uso de un sistema de autoclave para el control de la temperatura y la

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presión, es posible forzar la hidratación hasta lograr un apagado completo de la cal. De esta manera, las partículas de la pasta de cal pueden experimentar una fragmentación adicional debido a la expansión del volumen asociada con la transformación del CaO al Ca(OH)2 que hay en el interior, conduciendo a la reducción del tamaño de partículas (Giorgi et al. 2010: 9378).

Figura 1. Nanocristales de hidróxido de calcio con formas de placas hexagonales. Imagen: cortesía de csgi 2011.

Figura 2. Racimos de las nanopartículas del hidróxido de calcio que fueron preparados por medio de una reacción homogénea en fase acuosa a 90 ºC, registrados por medio de la microscopia electrónica de barrido (sem). Imagen: Giorgi et al. 2010, con permiso de John Wiley and Sons.

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Aunque las partículas sintetizadas tienen el tamaño y distribuciones de tamaño ideales para su uso en pintura mural, éstas no pueden ser usadas como dispersión en agua debido a su tendencia a agregarse en este solvente. Una mejora sustancial fue mediante el uso de alcoholes de cadena corta como medio de dispersión para lograr producir dispersiones cinéticamente estables. En particular, fue mostrado que 1-propanol y 2-propanol proveen una buena disgregación y estabilización de las nanopartículas. Se cree que este proceso ocurre por la absorción física de alcoholes en la superficie de las nanopar­ tículas, también favorecido por el potencial positivo electrocinético de las partículas como tal. Ambos métodos de síntesis son usados en la producción de nanopartí­ culas, pero la principal diferencia entre ambos es que en la reacción de fase homogénea el tiempo de producción es mucho más lento, durante la puri­ ficación se produce el efecto de “Ostwald ripening” o precipitación de los cristales, la cantidad obtenida de nanopartículas en comparación con el otro método es mucho menor aunque el tamaño de partícula que se obtiene es más pequeño. Sin embargo, cabe aclarar que el tamaño obtenido en el segun­ do método es óptimo para su uso en la consolidación de pintura mural; por lo tanto, este último es el más utilizado. La concentración “clásica” de nanopartículas es de 5 g/l, sin embargo, la concentración a utilizar se define dependiendo de la problemática. Su disper­ sión en isopropanol elimina los problemas asociados al uso de agua durante el tratamiento y se incrementa el nivel de penetración, logrando así una ma­ yor consolidación y sobre todo evita la sedimentación de las partículas en superficie. Este punto es muy importante para la restauración de pinturas murales, ya que una rápida sedimentación de la dispersión puede formar un velo blanco. Aunque éste puede ser removido, se debe impedir que se produzca. En especial estas pequeñas partículas presentan una alta capacidad de absorción de agua, lo que es fundamental para obtener un buen proceso de carbonatación.

Método de aplicación La aplicación de nanopartículas se lleva a cabo mecánicamente esparciéndolas por medio de un pincel plano sobre la capa pictórica a consolidar, colocan­ do un papel japonés delgado como interfase a manera de protección, lo que ayuda a readherir las escamas o material que se encuentre desprendido de la superficie, donde el gramaje del papel varía dependiendo de la problemática que se presente. Una vez que la superficie deje de absorber la dispersión de nanopartícu­ las (dependiendo de la porosidad del soporte y el estado de conservación del

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muro), se aplica pulpa de celulosa con agua destilada sobre el mismo papel, esto con la finalidad de reordenar las partículas en redes cristalinas, evitando que se forme el velo blanquecino en la superficie pictórica y dando el tiempo necesario a la carbonatación del hidróxido de calcio.4 Una vez aplicada la pul­ pa de celulosa con agua destilada, se debe dejar secar completamente antes de removerla. Las nanopartículas pueden ser utilizadas para realizar una preconsoli­ dación del soporte, lo que permitirá estabilizar la pintura o el soporte de la misma (en el caso de presencia de sales o polímeros) a fin de poder realizar otro tratamiento. Después de esto, se podrá tratar con nanopartículas para la consolidación final de la pintura. Es importante mencionar que su aplicación no produce ningún efecto contraproducente debido a la compatibilidad de éstas con el sustrato. Unos días después de la aplicación, las nanopartículas reaccionan con el CO2 del aire para producir una película carbonatada que reemplaza a la degradada. La reacción completa se da en aproximadamente 28 días. Finalmente, debe quedar claro que el método aquí expuesto no es una receta de intervención, ya que puede cambiar de acuerdo con la problemática que presente el elemento decorativo a intervenir y las condiciones geoclimá­ ticas bajo las que se encuentre.

Algunas experiencias realizadas en México Mayapán Mayapán se ubica en el municipio de Tecoh en el estado de Yucatán, y cons­ tituye el asentamiento más relevante del norte de la zona maya dentro del Posclásico tardío (1200-1450 dC). La zona arqueológica de Mayapán cuenta con una gran cantidad de superficies pictóricas expuestas y relieves modela­ dos de estuco. A finales de los años noventa se llevaron a cabo los primeros procesos de restauración. Los materiales utilizados fueron el cemento –para la realiza­ ción de resanes tanto de las estructuras arquitectónicas como de los elemen­ tos decorativos– y el acetato de polivinilo5 –para la consolidación y fijado de estucos y capas pictóricas. Sin embargo, en poco más de una década de exposición, algunos de estos bienes arqueológicos6 presentan un alarmante deterioro como consecuencia del uso de estos materiales.   Cuando las condiciones de humedad son muy altas, no es necesaria la aplicación de la pulpa. 5   Mowilith® 30. 6   Pintura mural del Templo de los Nichos Pintados (Estructura Q.80). 4

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La falta de permeabilidad de la capa de acetato de polivinilo, el alto conte­ nido de humedad y la presencia de sulfatos han provocado que los enlucidos presenten una fragilidad extrema, produciéndose graves desprendimientos de la capa pictórica. En 2007 se emprendieron acciones encaminadas a dar soluciones que pudieran resolver esta problemática, particularmente en climas de trópico húmedo. En septiembre del mismo año, la sección de restauración del Centro inah Yucatán, con la restauradora Claudia García Solís como responsable, inició junto con la Universidad de Florencia la experimentación in situ, con el fin de probar la nueva tecnología desarrollada para la eliminación de políme­ ros sintéticos y frenar el alarmante deterioro que presentaban la pintura mural y los estucos. En febrero de 2008 se incorporó al proyecto la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Cultural del inah. En esta fecha se realizaron algunas pruebas con sistemas detergentes7 para la remoción del acetato de polivinilo y nanopartículas de hidróxido de calcio como consolidante directamente sobre la pintura mural del Templo de los Nichos Pintados (García Solís 2008). Aunque se tuvieron resultados favorables, durante las temporadas de campo de 2010 y 2011 se decidió inter­ venir primero otros frentes, tal es el caso de las pinturas murales en el Palacio de los Símbolos Solares (Estructura Q.161), donde la problemática es menos compleja, ya que los estratos pictóricos presentan una mayor cohesión y han permitido tener un mejor conocimiento en el manejo y uso de esta nueva tecnología (García Solís 2011). Se realizaron pruebas en las áreas que presentaban escamación emplean­ do una suspensión de nanopartículas de hidróxido de calcio en alcohol iso­ propílico, antes y después de eliminar la película de polímero sintético con la solución micelar realizada ex profeso para su remoción (Giorgi 2010: 698). En ambos casos el resultado fue satisfactorio y prácticamente no se observaron diferencias en el orden establecido. Es importante señalar que donde las es­ camas han presentado mayor espesor se ha dificultado esta operación, por lo que se han realizado pequeños resanes para su fijado. A pesar de que los resultados han sido favorables (figura 3), es impor­ tante continuar con los trabajos de conservación de los elementos que se en­ cuentran más dañados, ya que en estos casos no basta únicamente el uso de nanotecnología, sino que es necesario realizar otras acciones de conservación de manera paralela y de forma interdisciplinaria con el área de arqueología que permitan lograr resultados más eficientes. Sistemas nanoestructurales de dispersiones microheterogéneas en forma de solu­ ciones micelares y microemulsiones. En éstas, la fase del solvente disperso es especial­ mente formulada para solubilizar las sustancias que quieren ser removidas. Actualmente, consideramos que este es el método más avanzado y eficiente para remover polímeros sintéticos sin dañar la pintura, aun cuando otros métodos clásicos puedan llegar a solu­ bilizarlos. 7 

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a)

b)

Figura 3. a) sección de pintura con desprendimiento de capa pictórica, b) proceso de consolidación de capa pictórica desprendida, c) resultado después de la prueba de consolidación. Pintura de los Nichos, Mayapán, Yucatán. Responsable: Claudia García S. Imagen: conacultacncpc, inah. c)

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Cholula El mural de los Bebedores se encuentra en una primera etapa constructiva dentro del Edificio 3 en la zona arqueológica de Cholula, Puebla. La pintura mural cubre una superficie aproximada de sesenta metros de largo por dos y medio metros de ancho. Se trata de la representación de figuras humanas realizando actividades de diversa índole, tales como beber, ofrendar, servir, entre otras. Hay personajes que cargan vasijas y algunos de ellos portan más­ caras. La pintura fue hecha sobre un soporte de tierra a base de pigmentos y posiblemente un aglutinante orgánico, el cual no se ha podido identificar. El mural de los Bebedores se descubrió en 1969. Se comenzó a tratar con polímeros desde su descubrimiento y continuó siendo intervenido mediante la aplicación de diferentes capas de polímeros sintéticos sobre la pintura du­ rante las décadas de los setenta y ochenta a fin de consolidar la capa pictórica. Fue al final de esta última década que se presentó el deterioro más alarmante. La capa de pintura y el soporte de tierra comenzaron a perder cohesión y a escamarse, debido tanto a la acción mecánica de las sales, sulfatos principal­ mente, como a las condiciones ambientales en que se encuentran estas pintu­ ras, todo esto agravado por las intervenciones anteriores. En Cholula, a diferencia de Mayapán, la intervención con polímeros fue aún más desafortunada, ya que en diferentes temporadas se aplicaron polí­ meros de distinta naturaleza, especialmente diferentes variedades de acetatos de polivinilo y acrilatos. Una de las acciones prioritarias para poder tratar nuevamente y lograr frenar el deterioro presente en las pinturas murales de los Bebedores, es la eli­ minación de los polímeros sintéticos con los que se intervinieron. Para ello, a partir de febrero del 2008, hemos colaborado con la restauradora Dulce María Grimaldi, responsable del proyecto de conservación, en diferentes temporadas de campo en la realización de pruebas con nanotecnología. Principalmente se ha llevado a cabo la eliminación de los sulfatos,8 se han aplicado diferentes formulaciones de microemulsiones y nanopartículas de hidróxido de calcio. Es muy compleja la problemática que presenta la pintura mural de los Bebedores, ya que tiene un comportamiento diferencial a lo largo de su su­ perficie. A partir de las pruebas realizadas con las diferentes soluciones mi­ celares, ha sido posible tener un acercamiento a la selección de los productos  La aplicación de carbonato de amonio se lleva a cabo por medio de pulpa de ce­ lulosa que se humedece con la solución del compuesto y que es aplicada sobre un papel japonés en contacto con la superficie del mural. Una vez que se cumple el tiempo deter­ minado para su aplicación, la pulpa con carbonato de amonio es intercambiada por pul­ pa humedecida con agua destilada, la cual se deja sobre el mural hasta que se seca por completo. Después de este proceso se colocan las nanopartículas. 8

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a utilizar para la remoción de la variedad de polímeros ahí aplicados. Para cada sección de la pintura mural con deterioro diferencial se ha comenzado a determinar la secuencia y número de aplicaciones de los tratamientos, ya que no se pueden llevar a cabo en un solo orden preestablecido. Es necesario que la eliminación de polímeros se realice al mismo tiempo que la consolidación o fijado de la capa pictórica con la aplicación de nanopartículas de hidróxido de calcio, en el entendido de que es urgente mejorar las condiciones ambientales en las que se encuentran las pinturas (figura 4).

Figura 4. a) vista general del estado de conservación de la pintura, b) detalle de escamas y desprendimiento de la capa pictórica, c) después de fijación de escamas. Pintura mural de los Bebedores, Cholula, Puebla. Responsable: Dulce Ma. Grimaldi. Imagen: conaculta-cncpc, inah.

b)

a)

c)

Aún no ha sido posible evaluar con claridad la eficiencia de las nanopar­ tículas de hidróxido de calcio para la consolidación de la capa pictórica de estos murales. Esperaríamos que el carbonato de calcio al cristalizar pudiera englobar las partículas de pigmento y darles cierta cohesión entre ellas y fi­ jado al soporte; sin embargo, no sabemos si la tierra tan sólo ha podido re­ cuperar su cohesión de manera temporal por la aplicación del agua destilada o por la regeneración de las propiedades adhesivas de los polímeros con la presencia del alcohol isopropílico. Dentro del proyecto se han propuesto investigaciones dirigidas al estudio del comportamiento de otros consolidantes inorgánicos que sean aún más compatibles con este tipo de soportes, sin embargo, esto requiere tiempo, por lo pronto, la idea sería continuar con la aplicación de nanopartículas de calcio mientras no se tenga algo mejor.

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Tlatelolco La Caja de Agua se encuentra en el Antiguo Colegio de la Santa Cruz en Tla­ telolco, D. F. Los diseños de la pintura mural de la Caja de Agua están hechos a base de una técnica pictórica mixta: algunos elementos están pintados e in­ cisos al fresco y otros han sido elaborados con la técnica al temple. Lamenta­ blemente, hasta la fecha presentan un velo blanquecino en su superficie por la presencia de sulfatos provenientes del subsuelo y del entorno construido con cemento. Aunque en algunas áreas se produjeron pérdidas de la pintura, ésta se ha conservado estable a pesar de las condiciones de humedad permanentes a las que ha estado expuesta. A partir de 2007 hemos participado activamente con la arqueóloga Lu­ cía Sánchez de Bustamante en el proyecto arqueológico Rescate de la Caja de Agua del Imperial Colegio de Santa Cruz Tlatelolco, a cargo del arqueólogo Salvador Guilliem Arroyo. En febrero de 2008 se realizaron las primeras prue­ bas con nanopartículas de hidróxido de calcio y carbonato de amonio. La decisión de emplear nanopartículas no sólo fue para consolidar algu­ nas pequeñas áreas que presentaban pérdida de cohesión de la capa pictórica, sino también para reducir y sellar el diámetro de los poros y volver, en lo posible, impermeable la capa pictórica para aminorar la cristalización de las sales en superficie. Los tratamientos más importantes para ello han sido la eliminación de sales y la aplicación de nanopartículas de hidróxido de cal­ cio. Aunque se planteó el uso de nanopartículas de bario como tratamiento complementario, se decidió que no es conveniente su uso hasta que los muros sequen casi por completo, ya que se pueden obtener algunos resultados no deseados. Hasta ahora, gracias a los tratamientos de conservación realizados, ha mejorado notablemente la mayoría de los segmentos que conforman esta pintura. Por el momento, mientras no se tengan mejores alternativas para im­ pedir la presencia de humedad en los muros, es necesario mantener el interior de la estancia a una temperatura y humedad lo más estable posible para evitar la eflorescencia de sales en la superficie pictórica.

Conclusiones La restauración de un bien cultural debe respetar y cumplir los principios y criterios establecidos. La elección de cualquier método y su modo de aplica­ ción dependerá del conocimiento, criterio y experiencia del restaurador que lo realice y debe partir de un profundo análisis de la problemática que se pre­ sente en cada caso, así como de una propuesta justificada de la intervención que se llevará a cabo. Como en todo tratamiento de consolidación, primero

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deberán ser resueltas las fuentes de deterioro y de conservación preventiva a fin de asegurar el buen funcionamiento del tratamiento. Así también, se de­ ben conocer a fondo las propiedades y características de los materiales, cómo se preparan, cuáles son las proporciones adecuadas y la manera de utilizarlos. Una vez conociendo esto y los alcances que tienen, se determina si se emplea­ rán o no. Cualquier proceso de restauración, si no es aplicado de la manera correcta, puede llegar a causar más daños que beneficios. Como se ha visto en los últimos años, el uso de consolidantes sintéticos en los bienes arqueológicos expuestos a la intemperie es un problema latente, cuyos efectos son impredecibles a través del tiempo. La constante búsqueda por encontrar materiales compatibles con aquellos que conforman los bienes arqueológicos en México ha sido una tarea de prueba y error en muchos de los casos. Sin embargo, durante este proceso de búsqueda por parte de los especialistas en conservación, ha sido un gran acierto regresar al uso de la cal, en especial para la conservación de bienes arqueológicos manufacturados con este material y expuestos a la intemperie, a pesar de que tiene algunos incon­ venientes en su uso. Por lo mismo, la gran aportación de la nanotecnología aplicada a la conservación ha sido mejorar las propiedades fisicoquímicas y el método de aplicación para el mejor funcionamiento de este material. No se pretende repetir la experiencia que se tuvo en décadas anteriores con el uso indiscriminado de polímeros; sin embargo, los avances de la experimentación con esta nueva tecnología han abierto la discusión acerca de propuestas viables para solucionar la problemática de conservación de los bienes arqueológicos. Se considera que se ha avanzado mucho con esta investigación, porque co­ rroboramos que el uso de microemulsiones y nanopartículas de hidróxido de calcio puede ayudar a frenar, en muchos de los casos, el inminente deterioro que presenta la pintura mural y los relieves modelados en estuco. Sin embargo, seguimos en una etapa de experimentación, la cual deberá irse concretando en propuestas específicas.

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IV. Estudios de caracterización

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Recomendaciones para la caracterización de la cal y otros materiales calcáreos Luis Alejandrino Torres Montes iia-unam

Introducción El término “cal” se refiere en general al producto fraguado de la cal apagada que al “secarse” reacciona con el dióxido de carbono del aire y desprende agua, formando carbonato de calcio, que es el cementante de los materiales calcáreos de construcción. La cal parece un material sin complicaciones que podría analizarse por métodos simples y entenderse en forma muy sencilla, pero conocer su natu­ raleza y propiedades no es fácil. Las razones son las siguientes: Primera: la cal se produce a partir de cal viva, CaO, mediante la calci­ nación de piedras calizas, dolomías, conchas y caracoles. Éstos pueden estar compuestos, además de carbonato de calcio, CaCO3, por carbonato de mag­ nesio, MgCO3, carbonato de hierro, FeCO3, yeso, CaSO4.2H2O, y silicatos de aluminio y silicio, que imparten a la cal viva diferente características. Algunos silicatos pueden ser reactivos, lo que imparte cierta hidraulicidad a la cal. Por su composición química general, la cal se clasifica en aérea e hidráuli­ ca, dependiendo de si puede fraguar al aire o en presencia de agua. La aérea a su vez se clasifica en cal grasa, si sólo contiene calcio, o cal magra, si contiene cantidades importantes de otras impurezas. Cuando la cal tiene cantidades considerables de magnesio, se le conoce como cal magnesiana o magnésica; si la materia prima para su obtención fue una roca dolomía –compuesta del mineral dolomita (CaCO3.MgCO3)–, se denomina cal dolomítica. Los car­ bonatos de calcio, magnesio y hierro comúnmente coexisten en soluciones sólidas que tienen una influencia en las propiedades del la cal fraguada. Véase por ejemplo, el diagrama discutido por Anovitz y Essence (1987: 389-415) y la figura 12.5 de Klein y Hulburt Jr. (1997: 451) del diagrama de fase de estos tres carbonatos. Segunda: la cal viva se apaga con la adición de agua. La reacción quími­ ca es simple pero el procedimiento contiene varias complicaciones. Se debe

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considerar que no es sólo el poner juntas ambas sustancias, sino que puede hablarse de un “arte del apagado de la cal” con muchas variantes, cuyo co­ nocimiento es empírico y en muchos casos aún sin comprobación científica. Hay diversas técnicas de apagado, que incluyen procedimientos tradi­ cionales que varían en tiempo y espacio. En la técnica tradicional se toma cierta cantidad de cal que se cubre con un exceso de agua en la artesa. Se per­ mite que en la superficie se forme con el tiempo una capa de carbonato de calcio cristalizado por la reacción con el CO2 del aire, para impedir el acceso de CO2 adicional, lo que a su vez evita que carbonate el hidróxido de calcio de la artesa y así permanezca por un tiempo prolongado. Además de los factores que afectan el quemado y el apagado, se encuen­ tran los siguientes aspectos a considerar: 1. La variabilidad de la composición química de la cal viva, discutida en el punto anterior. 2. Tiempo de fraguado, que influye en la cristalización, trabajabilidad, propiedades (calidad) y durabilidad de la cal. 3. Aditivos orgánicos, como extractos vegetales (mucílagos) y sustan­ cias animales, como sangre de toro, que pueden ser añadidos al agua de apagado, o posteriormente, al agua en la mezcla empleada con la cal apagada. 4. Inertes (agregados), como arena, grava, tierra o arcillas, cerámica y piedras molidas, cenizas volcánicas, tezontle, puzolanas, sascab, et­ cétera. Algunos de estos agregados pueden impartir a la cal cierto grado de hidraulicidad. 5. La distribución de los tamaños de partícula de los agregados (Stam­ bolov y Van Asperen de Boer 1984: 19-21). 6. Fibras vegetales y animales de diversa procedencia. La influencia que estas observaciones tienen sobre el producto final, es decir, el mortero, aplanado o estuco, es un conocimiento empírico, por lo que el operario, artesano o especialista, con base en su experiencia personal, pondera todas estas variables.

Los métodos analíticos Los procedimientos analíticos aplicados a la cal han sido descritos en muchas publicaciones, incluso varias organizaciones, como astm1 y rilem,2 han nor­   American Society for Testing and Materials.   Reunion Internationale des Laboratoires et Experts des Materiaux, Systemes de Construction et Ouvrages. 1 2

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malizado los procedimientos. En muchos países, las dependencias de obras públicas aplican con frecuencia sus propias normas, y varias instituciones re­ comiendan la aplicación específica de sus propios métodos analíticos. En general, la intención de los análisis en los materiales calcáreos es ca­ racterizar y determinar la proporción de cementante, los agregados inertes (arena y finos, como arcilla) y si existe la presencia de un agregado orgánico, como un mucílago, cola, u otra proteína soluble. Otros estudios adiciona­ les permiten conocer la presencia de fibras vegetales o animales que pueden influir en las características mecánicas. La determinación de propiedades fí­ sicas, como densidad aparente, densidad real, porosidad y resistencia mecá­ nica, entre otros, no son consideradas en este trabajo, pues el tamaño de las muestras normalmente excede el permitido por las instituciones que custo­ dian los monumentos, o porque la inmersión en agua puede desintegrar la muestra y hacer imposible la determinación. En este escrito se hace referencia al empleo de métodos instrumentales, como el microscopio electrónico de barrido con espectrometría de energía dispersiva (sem-eds), la difracción de rayos X (drx) y la fluorescencia de rayos X (frx), los cuales son empleados con mayor frecuencia en los estu­ dios actuales. También se abordan los análisis químicos elementales por mé­ todos tradicionales de química húmeda. Se hace énfasis en el muestreo y las características de la muestra, tales como su localización, condición y tamaño, que deben ser tomados en cuen­ ta para la interpretación de resultados. También se dan ejemplos de varios muestreos, la forma de registro y la selección de las muestras. En varios casos se presentan ejemplos de análisis de materiales calcáreos en los que ha parti­ cipado el autor. Se discute brevemente la constitución de los aplanados, estucos, morteros y argamasas, así como la “yesería”, que en algunas manifestaciones coloniales en México en realidad es material calcáreo moldeado. Se explica también la separación de inertes, agregados orgánicos y la identificación de fibras orgánicas que producen compósitos.3 En cada caso se abordan los métodos que permiten identificar estos componentes. Se discu­ ten los exámenes megascópicos efectuados in situ y los exámenes mesoscópi­ cos para identificar y separar componentes. Finalmente se aborda la interpretación de los resultados de los diversos métodos para tener una valoración final de la cal y de los materiales cal­ cáreos.  ���������������������������������������������������������������������������������� El término “compósito”, de acuñación reciente, se refiere a materiales que incor­ poran una mezcla de diferentes sustancias pero que, a diferencia de las mezclas típicas, adquieren propiedades que rebasan la suma aditivas de éstas, resultando en un nuevo material, frecuentemente con propiedades diferentes y “mejoradas”. 3

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Muestreo Algunas consideraciones importantes sobre el muestreo son tratadas por Teutonico (1988: 3-10) y en general las características de las muestras son descritas en los métodos de trabajo normalizados por instituciones como nist4 y rilem. Sin embargo, en el análisis de materiales empleados en monu­ mentos históricos, arqueológicos y artísticos, tales normas pueden ser difíci­ les de aplicar. Cuando se investiga un material, la muestra es determinante para la obtención de resultados confiables. En primer lugar hay que establecer con claridad cuál es la intención de estudio, y desde luego, el problema que se pretende resolver. Esta primera consideración debe tomar en cuenta el tipo, tamaño, cantidad, localización y condición de la muestra. Con esta primera aclaración debemos determinar si la muestra se hace al azar o de manera selectiva, considerando si es un sólo material o un problema muy específico el que se va a estudiar. Un ejemplo de esto es la Ciudadela de Teotihuacan (Torres et al. 2005: 335-359), donde se encontraron dos pisos sobrepuestos de estuco. La decisión de los arqueólogos Gazzola y Gómez fue la obtención no aleatoria de una muestra de estuco5 de cantidad suficiente (aproximadamente 100 g) para cada uno de los pisos. El tamaño de la muestra del material calcáreo debe ser lo suficientemente grande para ser representativa y permitir una interpretación de la proporción de sus constituyentes de cal, arena, agua, etcétera. Si además se considera la homogeneidad de las mezclas que el constructor logra en la práctica por el amasado de sus pastas, debe hacerse un muestreo selectivo, basado en el exa­ men preliminar de las características del edificio.

Razones para el análisis de un material calcáreo en un monumento El estudio de materiales históricos y arqueológicos, como en el caso de la Ciudadela de Teotihuacan, con frecuencia se realiza para conocer la natura­ leza y/o técnica de aplicación del material calcáreo en un momento histórico determinado. En otros casos se desea conocer la condición material del in­ mueble y si puede atribuirse alguna causa de alteración al material calcáreo.   National Institute of Standards and Technology.   El nombre “estuco” que empleaban los romanos, se refería originalmente a yeso muerto molido, esto es CaSO4.2H2O y no el hemihidrato o escayola, que fragua con agua, adicionado con cola. En la actualidad, el nombre se aplica a un moldeado o recubrimien­ to aplicado en estado plástico, agregado o no con un adhesivo o “aglutinante” orgánico. 4 5

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Otra razón del análisis es preparar materiales compatibles para sustitución o para los tratamientos de conservación del monumento.

Examen preliminar Para la caracterización de una muestra de cal o material de construcción cuyo principal constituyente pudiese ser un derivado fraguado, se recomienda un examen megascópico del monumento, previo a la restauración o al plantea­ miento del problema que se desea resolver con el análisis de la cal. Es ne­ cesario saber si se trata de un recubrimiento (aplanado fino o enlucido y/o aplanado grueso o repello), mortero (adhesivo o cementante), estuco (mezcla de carbonato de calcio y otros componentes, generalmente modelado) o ye­ sería (yeso o carbonato de calcio moldeados), o incluso si la muestra procede de una pintura mural. En vista del uso frecuentemente variable de estos tér­ minos, se recomienda anotar una referencia o descripción y significado dado al nombre del material muestreado. Este examen preliminar debe comprender una prospección lo más com­ pleta posible del monumento, así como discernir si existe una o varias ca­ pas de materiales calcáreos que cumplan diferentes funciones y/o que fueron aplicadas en distintas épocas. Se recomienda que dicha prospección se lleve a cabo por la persona que realizará los análisis, acompañada de los interesados en el estudio, ya sea el arqueólogo que investiga el monumento o el arquitectorestaurador. Un ejemplo de esto es el acueducto de Querétaro, actualmente en proceso de restauración por la Dirección de Monumentos y Sitios del Gobier­ no del Estado, el cual requiere de un estudio de sus materiales constructivos para integrar un proyecto de restauración apoyado en criterios científicos. Después de la conversación con los directores del proyecto de restauración, se realizó una primera visita donde se determinaron los alcances de los estudios. Posteriormente se hizo una segunda inspección que fue el verdadero examen preliminar, en compañía de todos los arquitectos que participarían en la rea­ lización del proyecto. En esta inspección se identificaron los posibles mate­ riales calcáreos a muestrear. Con la limitación presupuestaria, los arquitectos efectuaron una inspección completa del acueducto, misma que incluyó una “fotografía de condición” de todos los arcos del acueducto, así como la identi­ ficación inicial de los materiales calcáreos a muestrear, incluyendo morteros de los sillares y aplanados de los ductos de agua.

Estudios de laboratorio Como primer paso en el laboratorio, se recomienda que la muestra sea exa­ minada a bajo aumento con un microscopio binocular estereoscópico, con el

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fin de conocer más a fondo sus características y diseñar una mejor estrategia para los análisis. En este escrito, con el fin de presentar un caso real, ilustra­ mos la llegada de las muestras al Laboratorio de Química Arqueológica y Conservación del Instituto de Investigaciones Antropológicas (unam) y el examen mesoscópico inicial de dos muestras históricas de aplanado y otra de un fragmento de cal, posiblemente un escurrimiento del apagado, pertene­ cientes al acueducto de Querétaro.

Muestra 1. Aplanado histórico Procede del canal interior del acueducto. La muestra consta de dos capas: un enlucido o aplanado fino rojizo, color Munsell de 10R8/2 a 10R7/3, de rosa blanquecino a rojo pálido, y un repellado o aplanado grueso de color blanco. Está pulverulento y en la superficie del enlucido tiene un recubrimiento de lodo o tierra. En la observación megascópica, este fragmento mostró que el enlucido realmente consta de dos capas: una de partículas muy finas, de un espesor del orden de unos 2 o 3 mm cuyo color es salmón o rosado y posible­ mente está bruñida; a 40 aumentos se ven partículas homogéneas. La siguien­ te es una capa de color rojo, de partículas más gruesas blancas y de rojos ocre, aunque también presenta partículas negras y otras transparentes.

Muestra 4. Aplanado histórico La muestra procede de la columna 4 cara sur. Consta de cuatro fragmentos mayores y varios fragmentos pequeños y polvo, de un color rojo “ocre” os­ curo. Es una capa delgada, de aparentemente 2 o 3 mm de espesor, colocada sobre una capa de cal blanca (probablemente el enlucido) y un repello grueso, aunque más fino de textura que la muestra 1.

Muestra 10. Aplanado histórico La muestra 10, descrita como aglomerados de cales, es de origen histórico. Procede de la cala 2, junto al muro oriente, en el relleno. Consta de dos frag­ mentos muy coherentes de cal aglomerada, aparentemente sin agregados. En cada caso se registró el sitio preciso de la procedencia de la muestra e incluso se tomaron fotografías del lugar y de la operación de muestreo.

Estudio de campo El siguiente acercamiento es un examen mesoscópico, entre 5 y 25 aumentos, con una lupa de mano, para conocer la homogeneidad o heterogeneidad del

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material constructivo y poder diferenciar o atribuir materiales a cierta cla­ sificación funcional o temporal y ofrecer además una descripción primaria, organoléptica del mismo. Este examen debe permitir reconocer si el material es uno solo o si hay más variedades del mismo que requieran muestreo y aná­ lisis para tener una panorámica completa de los posibles materiales calcáreos empleados en el monumento en estudio. Para la identificación primaria de la cal fraguada en el trabajo de campo, se recomienda seguir el procedimiento tradicional de los geólogos para dis­ tinguir rocas calcáreas de silíceas, el cual consiste en tomar una muestra de mano y atacarla con unas gotas de ácido clorhídrico, HCl, al 15 %. El despren­ dimiento abundante de burbujas indica la presencia de carbonatos en la cal fraguada. Esta prueba de campo, sencilla y rápida, sólo permite diferenciar si la muestra seleccionada es calcárea o silícea, aunque si el material fuera de yeso, no podría distinguirse con claridad por medio de este ensayo. Este es el pri­ mer paso analítico previo a un estudio más a fondo para llegar a un buen criterio para la selección de las muestras, número, tamaño y el conocimiento de su condición.

Análisis iniciales en el laboratorio En primera instancia se presenta el estudio microquímico o de microscopía química cualitativo. Con éste se analizan bajo el microscopio muestras de unos cuantos miligramos, del tamaño de una cabeza de alfiler, para dar una primera respuesta a la naturaleza del material sin la necesidad de destruir una cantidad importante de muestra. Se trabaja con 100 o 125 aumentos bajo el microscopio con luz polarizada. Una muestra de 2 a 5 miligramos se coloca en el portaobjetos, se le agregan unas gotas de HCl al 15 % y, si existe despren­ dimiento abundante de burbujas, se cuenta con carbonatos. Se deja reposar y si aparecen en la periferia de la gota unas rosetas de cristales aciculares pleo­ croicos, entonces se confirma también la presencia de yeso. Algunas reaccio­ nes para identificar calcio y magnesio por microscopía química, así como la detección del hierro por medio de sulfocianuro de potasio, son descritas por Chamot y Mason (1960: 130-136, 267-269).

Cuantificación por química húmeda Después del examen con microscopio binocular estereoscópico y/o el análisis de microscopia química, proponemos una “marcha analítica” con la aplica­ ción de varios métodos que pueden seguirse en orden y según lo adecuado para cada caso de estudio, en forma independiente tanto uno como varios

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de ellos. Esta marcha analítica permitiría tener un análisis completo de los morteros, estucos, argamasas, aplanados, yesería y posiblemente también pudiera ser aplicado a enlucidos, repellados o cualquier otra capa calcárea en pintura mural. El primer paso es la determinación de humedad. Unos 25 gramos de muestra se pulverizan en un mortero de ágata. Posteriormente se secan a 110-120 ºC por 24 horas o a peso constante para determinar el contenido de humedad por pérdida de peso. Para los morteros empleados en época precolombina, durante la Colo­ nia y aun en época actual en México y en territorios de Centroamérica, la marcha puede ser aplicada íntegra, según el problema planteado, o bien cada paso usado independientemente. El tamaño sugerido de la muestra en varias normas o prácticas para la conservación de monumentos es del orden de 50 g; sin embargo, se reco­ mienda tomar la muestra más grande posible o varias de la misma proceden­ cia para tener una mejor representatividad del problema. La muestra debe ser primero examinada como se describió en un punto anterior, cuidando siempre dejar suficiente reserva para estudios posteriores o para repetir el ensayo en caso de problema. Es frecuente que los materiales calcáreos en el área tengan mucílagos u otro material orgánico soluble en agua, como gomas y savia de distintas plantas, los cuales pueden extraerse mediante un lavado con agua6 y la filtración de la fracción insoluble. En general, parece adecuada la extracción con agua caliente, alrededor de 80 ºC, pero es conveniente hacer pruebas para saber a qué temperatura es más completa la extracción. El extracto puede emplearse para que, por medio de alguna técnica analítica adecuada, como ftir o espectroscopía Raman, y por comparación con extractos modernos, se pueda identificar su naturaleza. Es importante considerar que con este método también se podrán extraer cloruros, en caso de que el cloruro de sodio haya sido empleado como una ayuda para flocular la mezcla, o que existan sales solubles, que pueden ser analizadas y –sobre todo los cloruros– cuantificadas con solución titulada con nitrato de plata. En la fracción insoluble que fue filtrada, o en una muestra nueva, pueden determinarse el cementante, principalmente carbonato de calcio, así como los agregados finos, tierra, arcilla y las arenas. Si hay presencia de carbonatos de hierro o magnesio, el procedimiento sólo permite la determinación ulterior de éstos por métodos de química húmeda o instrumental, como espectrofo­ tometría de absorción atómica por flama (faas). La muestra, preferentemente húmeda, se ataca con ácido clorhídrico entre 10 y 15 % de concentración.7 Esto disolverá todos los carbonatos presentes.   Se recomienda agua desmineralizada o bidestilada.   Teutonico (1988: 113) apunta 14 % de acuerdo con las recomendaciones de varias instituciones de enseñanza de la conservación en México. 6 7

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Asumiendo que el único cementante es CaCO3, en la prueba se revelará como tal; en caso contrario, la concentración de MgCO3 y Fe2(CO3)2 se determinará por otro procedimiento. Se debe asegurar que el ataque de los carbonatos fue completo. En la muestra se separan los sólidos totales, filtrando la parte disuelta. Por medio de decantación es posible separar los agregados finos, tierra o arcillas de las arenas o agregados gruesos. Para una separación completa, la operación pue­ de requerir lavados repetidos hasta que la solución que se pasa al filtro es completamente clara. Para encontrar la proporción de los tres componentes del mortero. Los agregados se calculan con la suma de sus pesos separados por decantación y filtrado, mientras que el cementante es la diferencia entre el peso inicial de la muestra y la fracción insoluble. Los materiales insolubles pueden servir para determinar la proporción de agregados si la distribución de los tamaños de partícula es la adecuada para un mortero o mezcla determinada, según lo recomiendan los especia­ listas (Stambolov y Van Asperen de Boer 1984: 19-20). Estos materiales secos pueden ser procesados por una serie de mallas para conocer el tamaño de las partículas, mientras que la parte arcillosa puede ser estudiada por sedimento­ logía para proporcionar el tipo de arcilla o suelo de donde proceden. Si existe suficiente muestra sólida, ésta puede ser sometida a examen en microscopio electrónico de barrido de bajo vacío, el cual no requiere del se­ cado de la muestra ni de la deposición de una película conductora de electri­ cidad, como es el caso de los microscopios antiguos. Los microscopios electrónicos pueden estar equipados con dispositivos analíticos, como edax o eds,8 con los cuales se determina la proporción ele­ mental de la sección de la muestra bajo análisis. Algunos equipos permiten delimitar áreas específicas de la muestra en forma de rectángulos o aun de polígonos, facilitando el análisis de partículas o componentes del aplanado. En la muestra reducida a polvo es posible realizar análisis de difracción de rayos X (xrd) para encontrar las especies minerales de las arcillas y de los inertes o arenas agregados al material calcáreo. Esto puede hacerse en una muestra molida, pero considerando que los minerales o especies cristalinas presentes sólo se identifican si su concentración es mayor a 5 %, es conve­ niente analizar las muestras que quedan insolubles después del ataque con HCl, porque estarán en mayor proporción y su identificación será posible al haberse eliminado los carbonatos. Para el uso de equipos portátiles de análisis de fluorescencia de rayos X (xrf), se debe considerar que el área analizada es un círculo de diámetro de   Estos acrónimos nombran dispositivos o métodos analíticos de fluorescencia de rayos X, y más que referirse a procedimientos diferentes, distinguen al fabricante del equipo. edax significa Energy Dispersive Analysis by X Ray Fluorescence, mientras que eds significa Energy Dispersive Spectrometry. 8

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unos 5 mm y que la profundidad de los análisis es de unas cuantas micras, por lo que la interpretación de los resultados requiere la comprensión de esta situación y posiblemente la realización de un mayor número de ensayos, des­ pués de lo cual debe obtenerse un promedio de los resultados.

Hidraulicidad El termino “hidraulicidad” es empleado por algunos especialistas para des­ cribir la capacidad que tiene la cal para reaccionar con el agua. Los materiales que imparten a los morteros esta propiedad han sido llamados puzolanas, nombre que se remonta a la época romana, donde se usaron cenizas volcá­ nicas del pueblo de Pozzuoli o Puzuoli, cercano al Vesubio, que mejoran las propiedades de materiales de construcción hechos con cal apagada. Así, el término “puzolana” ha descrito agregados que confieren a los calcáreos esa hidraulicidad, que proporciona con el tiempo una vida útil prolongada con propiedades de resistencia mecánica, adherencia, etcétera, que hacen que perduren mucho tiempo. Hay algunos lugares donde en forma natural las cales tienen la capacidad para fraguar con el agua –ya que las rocas calizas contienen minerales arcillosos en su composición–, a las que actualmente se llama “cales hidráulicas”. Existen muchas recetas de agregados naturales o artificiales que se afir­ ma producen esta capacidad hidráulica si se agregan a la cal, como son las ce­ nizas volcánicas, tobas molidas, arcillas quemadas, cenizas de madera y otros elementos orgánicos calcinados como distintas cáscaras o cortezas de semi­ llas, ladrillos y cerámica molida, etcétera, aunque no todos tienen realmente acción puzolánica. Por esta razón se ha desarrollado un método práctico que puede hacerse en el campo para encontrar qué tan efectiva es la hidraulicidad de los materiales disponibles en una región. Un estudio de tal tipo fue aplicado para la restauración de la escalera jeroglífica de la Ciudad Arqueológica de Copán (gci e ihah: 2006: 80-81), donde se determina el grado de “puzolanicidad” o hidraulicidad siguiendo el método propuesto por Cowper (1927: 46-50). Las muestras de materiales con posible acción hidráulica se pueden pro­ bar, en un tubo de ensaye, con una cantidad determinada de cal apagada (hi­ dróxido de calcio) y agua destilada. La reacción de hidraulicidad producirá hidratos de aluminosilicatos en forma coloidal que aumentarán el volumen de la muestra. Este incremento después de siete días del material en reposo es una indicación cualitativa de la hidraulicidad.

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Conclusiones La marcha analítica propuesta consiste primero en análisis sencillos, tales como la extracción de sustancias solubles, seguida por análisis más sofistica­ dos, como ftir o espectroscopía Raman. La separación de cloruros y otras sales solubles, la determinación de la cantidad de carbonato de calcio y, si es necesario, de la presencia de carbonatos de magnesio y hierro, permitirá tam­ bién conocer la concentración de finos (arcillas) y arenas, y si es de interés, identificar las especies cristalinas o minerales de estos inertes. Sin embargo, parece que hay mucho que comprender sobre los materiales calcáreos para eliminar el empirismo y conocimientos tradicionales que pueden ahora ser discernidos a través de la composición química de los morteros.

Referencias Anovitz, L. M. y E. J. Essence 1987 “Phase equilibria in the system CaCO3-MgCO3-FeCO3”, Journal of Petrology, 5 (28): 389-415. Chamot Émile M. y Clyde L. Mason 1960 Handbook of chemical microscopy, John Wiley & Sons, Nueva York. Cowper, Alfred Denys 1998 [1927] Lime and lime mortars, Building Research Station (Special Re­ port, 9), Londres. Getty Conservation Institute e Instituto Hondureño de Antropología e Historia 2006 The Hieroglyphic Stairway of Copán, Honduras. Study results and conservation proposals. A project report, Getty Conservation InstituteInstituto Hondureño de Antropología e HIstoria, Los Ángeles-Tegu­ cigalpa. Klein, Cornelis y Cornelius S. Hurlbut 1997 Manual de mineralogía, Reverté, Barcelona. Stambolov, T. y J. R. J. Van Asperen de Boer 1984 El deterioro y la conservación de materiales porosos de construcción en monumentos, Universidad Nacional Autónoma de México, México.

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Teutonico, Jeanne Marie 1988 A laboratory manual for architectural conservators, International Centre for the Study of the Preservation and Restoration of Cultural Property, Roma. Torres M., Luis, Manuel Reyes G., Julie Gazzola y Sergio Gómez 2005 “Analysis of stucco floors from the Citadel of the Archaeological Zone of Teotihuacan, Mexico”, P. B . Vandiver, J. L. Mass y A. Murray (eds.), Material Issues in Art and Archaeology VII, Materials Research Society (Symposium Proceedings, 852), Warrendale: 353-360.

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Consideraciones finales Isabel Villaseñor y Luis Barba Pingarrón

Esperamos haber podido convencer al lector de que la cal es un material tra­ dicional que ha sido de gran relevancia para la arquitectura desde tiempos prehispánicos. La tecnología para producirla fue inventada de manera inde­ pendiente en Mesoamérica, y su uso fue extendido en la arquitectura pública de muchas zonas, especialmente en el área maya, Oaxaca y el Altiplano cen­ tral de México. Su relevancia continuó durante la época virreinal e indepen­ diente, pero a partir del siglo xx fue cayendo en desuso debido a la creciente predilección del cemento como material constructivo. Actualmente es evidente un creciente interés por el retorno a la cal como material de construcción y de conservación por varias razones. Sin embargo, a pesar de este interés, hace falta recuperar y documentar las técnicas tradi­ cionales de su uso y fabricación, así como difundir el conocimiento en torno a la producción y empleo de este material. La cal fue también fundamental para el desarrollo sociocultural de las culturas prehispánicas en Mesoamérica. Esta relevancia giró en torno al pro­ cesamiento del maíz por medio de la nixtamalización, así como a las carac­ terísticas higiénicas que confieren los pisos hechos con cal, a diferencia de aquéllos elaborados con tierra o arcillas compactadas. De esta forma, tuvo un impacto en el desarrollo urbano de los asentamientos antiguos y permitió la edificación de arquitectura pública de mampostería. Aún quedan ciertas in­ terrogantes sobre su origen tecnológico durante la época prehispánica, pero estamos seguros de que en la medida en que se realicen informes arqueo­ lógicos más precisos tendremos un mejor entendimiento de los casos más tempranos en los que fue usada. La cal no sólo destacó como material constructivo en la época prehispá­ nica, sino también como un componente determinante en las propiedades estructurales de las edificaciones históricas en nuestro país. Es así que gran

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parte de los sistemas constructivos tradicionales no pudieron haber sido de­ sarrollados sin la existencia de la cal como cementante. Como pudimos ver a lo largo de los distintos capítulos, existe una amplia experiencia mexicana e internacional que da cuenta de la pertinencia para usar cal y no cemento en las labores de conservación de inmuebles históricos y arqueológicos. Es por esto que en los diversos apartados del libro se hace un llamado para retomar su uso, al tiempo que se argumenta que ésta ha asegu­ rado la permanencia de las edificaciones antiguas. Es claro que en las últimas décadas se ha dado un retorno lento pero progresivo del uso de la cal en la conservación. El empleo de la cal en la conservación arqueológica e histórica cobra cada vez mayor relevancia. Sin embargo, cabe mencionar que su empleo para estos fines requiere del entendimiento de las funciones específicas que las argama­ sas desempeñarán en el inmueble, así como los diversos agentes de deterioro que actúan sobre la edificación, lo cual permite la formulación específica de mezclas. Entre los componentes principales de las argamasas se encuentran los agregados –también conocidos como cargas–, cuyas características es im­ portante conocer con el fin de determinar correctamente su uso para las fun­ ciones específicas que los materiales han de desempeñar. Las sustancias orgánicas utilizadas como aditivos han sido un compo­ nente importante de la tecnología tradicional de las argamasas de cal. Estas sustancias, por lo general, proveen una mayor trabajabilidad a las mezclas de cal. Asimismo, la mayoría de los aditivos resulta en una mayor dureza y una menor permeabilidad al vapor de agua en los materiales fraguados, lo cual debe tomarse en cuenta cuando se utilizan dichos aditivos para fines específi­ cos en conservación. Sin embargo, el tema es de gran complejidad, por lo que es necesario tomar en cuenta las diversas variables, incluyendo las diferencias geográficas, las especies botánicas y las partes específicas de donde se extraen las sustancias, así como la proporción y composición química de las sustan­ cias añadidas. El uso de recubrimientos como material de sacrificio en la conservación arqueológica es un procedimiento que se emplea cada vez en mayor medida. Este tipo de estrategias, como vimos a lo largo de libro, servirán en un futuro para resolver distintas problemáticas de conservación en muchos sitios ar­ queológicos. Acerca de las nuevas líneas de investigación, destaca la nanotecnología cuya gran virtud es emplear el mismo componente químico que constitu­ ye los aplanados de cal y rocas calizas, pero con propiedades mejoradas. La nanotecnología aplicada a la conservación es, sin duda, un campo fértil de investigación. Los métodos analíticos son también un aspecto importante para la carac­ terización de materiales constructivos históricos y arqueológicos, así como

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una herramienta de apoyo importante para los trabajos de conservación y restauración, como lo vimos en la última sección del libro. En un futuro, los proyectos arqueológicos y de conservación deberán emplear en mayor medi­ da las diversas metodologías para el estudio de los materiales que constituyen los acabados arquitectónicos. Este volumen pone de manifiesto la multiplicidad de temas y aspectos que rodean a este material tan singular que es la cal. Dentro de estos temas se encuentran los usos y maneras tradicionales de producción, el estudio de materiales constructivos a base de cal, la pertinencia de usar la cal para las labores de conservación, así como las investigaciones recientes en torno a nuevas tecnologías de estudio y conservación. Esperamos que esta compila­ ción motive al lector a adentrarse en el conocimiento de la cal y a fomentar su uso. Esperamos también que contribuya a facilitar el uso de la cal en la consolidación de estructuras arqueológicas, haciendo más accesible la infor­ mación y los elementos necesarios para tomar decisiones adecuadas sobre la preparación de mezclas y el uso de aditivos, así como sobre la mejor manera de aplicar recubrimientos de sacrificio, entre otros temas. Confiamos en que este libro contribuirá a revalorar un material que ha sido desdeñado, pero que fue producto de un desarrollo tecnológico inde­ pendiente en nuestro continente y que fue, y sigue siendo, de gran relevancia para la vida cotidiana y la construcción en un área cultural extensa.

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Anexo1. Ficha comparativa del cemento y de la cal Valerie Magar

El cemento y la cal tienen características y cualidades buenas y malas. Ambos han marcado el paisaje construido en diferentes periodos, y han permitido grandes desarrollos tecnológicos. Sin embargo, es esencial comprender que se trata de dos tipos de materiales que trabajan de maneras muy diferentes, y que por ello son inherentemente incompatibles. De allí la importancia de co­ nocerlos mejor para poder aprovechar sus caracterísitcas en el mundo de la conserva­ción. La cal, con todas sus variables, es la más adecuada para la conser­ vación de edificaciones de mampostería o acabados a base de cal. El cemento es, en cambio, el material idóneo para edificaciones modernas y contemporá­ neas, realizadas en cemento y concreto armado.

Breve historia del cemento El cemento es un producto manufacturado, cuya composición ha variado a lo largo de su historia y en particular después de la década de 1950. Desde su inicio, desarrolló estándares para controlar la calidad. Aunque el cemento no se desarrolló formalmente sino hasta el siglo xix, conocemos investigaciones anteriores que buscaban la creación de produc­ tos resistentes, duros y cuyo uso fuera más sencillo que el de los morteros a base de cal. Entre esas investigaciones, se tiene noticia de una patente en 1677, expe­ dida a favor de Kendrick Edisbury en el Reino Unido, para un tipo de mate­ rial para aplanado de una “extraordinaria dureza”, que llamó Glassis (Bennet 2005: 1). Los siguientes experimentos, que marcaron un avance mayor en el cono­ cimiento de los morteros hidráulicos, fueron emprendidos por John Smeaton,

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en 1756. Smeaton experimentó con la calcinación de calcita combinada con arcilla (Smeaton 1791; Callebaut et al. 2001: 397). Esta calcinación se efectuó a una temperatura de alrededor de 900 ºC, ligeramente baja para obtener un mortero hidráulico de buena calidad. Smeaton fue el primero en enfocarse en el papel que jugaban las arcillas en los morteros hidráulicos, aunque no definió claramente cuál era el mecanismo. A finales del siglo xviii y principios del xix hubo otras dos patentes en el Reino Unido. En 1796, James Parker patentó un cemento “hidráulico”, que describió como cemento romano (Bennet 2005: 1), mientras que James Frost patentó otro tipo de cemento artificial en 1811, obtenido al calcinar nueva­ mente piedra caliza con arcilla (Ashurst y Ashurst 1988: 9). Entre 1812 y 1819, Louis Vicat demostró lo que otros ya habían intuído: la hidraulicidad se obtenía al quemar de manera simultánea piedra caliza con arcilla (Callebaut et al. 2001: 397). En 1824, Joseph Aspdin patentó el cemento portland. Se trataba de un cemento fabricado en hornos a relativamente baja temperatura, por lo que su calidad aún no era excelente (Ashurst y Ashurst 1988: 9; Bennet 2005: 1; Kanan 2008: 27). Esta patente fue la que permitió el desarrollo progresivo del cemento portland a gran escala, convirtiéndose en el material dominante en la industria de la construcción.

Composición y fabricación del cemento portland Los componentes esenciales del cemento son la piedra caliza y arcillas que contienen sílice y alúmina, y que se calcinan a más de 1 400 ºC. Puede darse a partir de una caliza que ya contenga estos componentes, o bien del añadido de los dos tipos de materiales. La calcinación da origen a un compuesto lla­ mado clinker, que es muy reactivo con agua. El clinker contiene CaO, SiO2 y Al2O3. Por ser componentes anhidros, todos reaccionan con el agua. El CaO se hidrata con agua y después fragua al contacto con el aire (del mismo modo que la cal aérea). Los otros dos com­ puestos forman la parte hidráulica del cemento y fraguan al reaccionar quí­ micamente con el agua. Desde finales del siglo xix y hasta la Segunda Guerra Mundial, el clinker estaba esencialmente conformado por esos tres componentes, con el CaO for­ mando hasta 60 % de la mezcla, y los demás el 40 % restante. Esto daba lugar a un mortero de cemento de color muy oscuro, con un fraguado rápido y un nivel de contracción elevado durante el fraguado. El cemento resultante era extremadamente resistente, como se puede atestiguar en construcciones de­ fensivas en Europa que datan de la Segunda Guerra Mundial (Pulga 2008: 59). En la segunda mitad del siglo xx, la formulación original del cemento portland cambió sustancialmente para modificar sus propiedades: se buscó

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sobre todo aclarar su color y reducir tanto la velocidad del fraguado como el encojimiento durante el fraguado. Esto se logró añadiendo una serie de componentes adicionales a la mezcla original, que permitieron efectivamente mejorar las características antes mencionadas, pero redujeron a su vez la ca­ lidad del cemento resultante. En obras posteriores a la Segunda Guerra Mun­ dial, se ha visto un envejecimiento más acelerado en las construcciones de cemento, y en particular los nuevos aditivos generaron un incremento en el contenido de sales solubles en el cemento, lo cual puede desencadenar una serie de problemas graves. Estas sales, al hidratarse y cristalizar dentro de la estructura capilar del cemento, generan una fuerte presión y tensión, lo cual provoca fracturas microcapilares (Pulga 2008: 59). El agua puede penetrar profundamente por esas fracturas. En estudios realizados en cementos producidos en Francia, Suiza, Italia, Bégica y Holanda se detectaron los siguientes aditivos en el cemento (Pulga 2008: 59): • • • • •

Sulfato de calcio (o yeso): para reducir la contracción y aclarar el color. Bicromato de potasio: para incrementar la alcalinidad y favorecer la carbonatación. Gluconato de sodio o potasio: como fluidificante y para reducir el tiempo de fraguado. Acetato de polivinilo (pva): para favorecer la adhesión del mortero. Alcohol polivinilo: para reducir el punto de congelamiento.

La presencia de todos estos aditivos tiene repercusiones en el desempeño del cemento (Pulga 2008: 62; Ashurst y Ashurst 1988: 9): • • • • •

Sulfato de calcio: en contacto con agua ataca el hierro de las armadu­ ras dentro del cemento. Sodio y potasio: generan sales solubles que pueden cristalizar dentro de la estructura, debilitándola. Bicromato de potasio: si entra en contacto con algo ácido genera sa­ les solubles. Acetato de polivinilo: al deteriorarse genera ácido acético. Glutonato: puede bajar la resistencia a la compresión del cemento.

En los cementos analizados provenientes de los países antes menciona­ dos (Pulga 2008: 62), estos aditivos pueden llegar a formar hasta 30-35 % del contenido actual del cemento. Estos cementos tienen una menor macroca­ pilaridad que el cemento inicial (por ello tienen un aspecto más compacto); pero en cambio aumentó la microcapilaridad (Pulga 2008: 62), lo cual incre­ menta la absorción de agua de lluvia o del subsuelo.

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Tabla comparativa de la cal y del cemento Morteros de cal Fabricación y costos Para cal aérea: calcinación de piedra caliza a 900 ºC. Para cal hidráulica natural: caliza y arcilla calcinadas entre 950 y 1250 ºC. Por lo general, costo de venta más elevado que el del cemento.

Morteros de cemento

Temperatura de cocción de piedra caliza y arcillas a más de 1 400 ºC, para la formación del clinker. Por lo general, costo de venta menos elevado que el de la cal, por la cantidad y comercialización del material. Requerimiento de gran cantidad de energía; y alta emisión de CO2.

Costos de producción menores que en el cemento. La producción de cal requiere entre 47 y 70 % de la energía usada para la producción de cemento, y por lo tanto con menos emisiones (Pritchett 2003, en Jordan y Brookes 2004: 5). Preparación Preparación laboriosa; requiere Fácil preparación. de conocimientos para obtener morteros con características específicas. Características de los morteros Largo tiempo de carbonatación Fraguado rápido. (en particular con HR elevada). Morteros de durezas variables, Morteros de dureza elevada. en función de proporciones y aditivos.

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Efectos del uso de cemento en contacto con materiales porosos

En caso de movimientos estructurales, los daños (craqueladuras y grietas) se producen en los materiales porosos originales (morteros y aplanados a base de cal, y piedras). En caso de querer remover el cemento, debido a su dureza, se pone en riesgo a los materiales porosos originales.

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277 Anexo1. Ficha comparativa del cemento y de la cal

Morteros de cal

Morteros de cemento

Efectos del uso de cemento en contacto con materiales porosos

Morteros que permiten cierta flexibilidad y movimiento en las construcciones con materiales pososos.

Morteros con mayor rigidez y El cemento no puede seguir el menor flexibilidad que la de los movimiento de los materiales materiales porosos. porosos de las estructuras históricas o arqueológicas. Se produce una separación entre cemento y piedra (por la que puede penetrar agua). Elevado coeficiente de No hay el mismo trabajo entre el expansión térmica del cemento cemento y los materiales porosos de (puede ser el doble de la cal). expansión ante cambios de temperatura, por lo que se generan rupturas entre los materiales. Elevado contenido de sales Se generan sales solubles durante solubles. el fraguado del cemento, y que se transmiten a los materiales porosos circundantes. Hay una fuerte presión y tensión de estas sales cuando cristalizan en los materiales originales, generando daños tanto en la estructura como en la superficie.

Características de los morteros Morteros y aplanados porosos (varía en función de los componentes del mortero y de la técnica de aplicación).

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Mortero con mucho menor porosidad y muy baja permeabilidad al vapor de agua.

El cemento puede absorber agua líquida, pero no permite fácilmente su evaporación. Si está en contacto con materiales porosos, el agua absorbida por el cemento migra hacia ellos ya que se secan más rápidamente y en este proceso acarrean sales solubles hacia los materiales originales. Muros construidos con cal tienen mejor resistencia a la penetración de humedad que muros de mampostería con cemento (Jordan y Brookes 2004: 3).

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Referencias Ashurst, John y Nicola Ashurst 1988 “Hydraulic limes and cements”, Practical building conservation. Vo­ lume 3: Mortars, plasters and renders, English, Heritage, Londres: 6-11. Callebaut, K., J. Elsen, K. Van Balen y W. Viaene 2001 “Nineteenth century hydraulic restoration mortars in the Saint Michael’s Church (Leuven, Belgium). Natural hydraulic lime or ce­ ment”, Cement and Concrete Research, 31: 397-403. Kanan, Maria Isabel 2008 Manual de conservação e intervenção em argamassas e revestimentos à base de cal, Programa Monumenta (Cadernos Técnicos, 8), Instituto Patrimônio Histórico e Artístico Nacional, Brasilia. Pulga, Stefano 2008 La conservazione delle strutture archeologiche: storia, problematiche e materiali, Facoltà di Architettura, Università degli Studi di Firenze, Florencia. Smeaton, John 1791 A narrative of the building and a description of the construction of the Eddystone Lighthousewith stone: to which is subjoined, an Appendix, giving some account of the Lighthouse on the Spurn point, Built upon a sand, G. Nicol, Londres. Bennet, Bob 2005 [en línea] The development of Portland cement, Cathedral Commu­ nications, disponible en: [consulta: julio de 2011]. Jordan, J. W. y C. L. Brookes 2005 [en línea] “The conservation and trengthening of masonry structu­ res”, Gifford’Ramboll, disponible en [consulta: septiembre de 2011].

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279 Anexo1. Ficha comparativa del cemento y de la cal

Sickels-Taves, Lauren B. y Philip D. Allsopp 2005 [en línea] “Lime and its place in the 21st Century: continuing tradi­ tion, innovation and science in building preservation”, International Building Lime Symposium 2005, Saint Astier Natural Hydraulic Lime, disponible en [consulta: julio de 2011].

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Anexo 2. El uso del jabón y el alumbre para la impermeabilización de cubiertas, recubrimientos de cal y arena, cemento y tejas1 Haydeé Orea Magaña

Este proceso, además de impermeabilizar un techo, un muro o una teja, evita la proliferación de microorganismos. Esta mezcla constituyó el impermeabi­ lizante por excelencia, hasta la introducción de los polímeros sintéticos. Para prepararla se requiere de las siguientes soluciones a) Solución de jabón alcalino de pastilla: • 5 pastillas de jabón alcalino tipo “corona”, o de cualquier jabón de pastilla, de preferencia sin perfumes ni colorantes, por lo que su color suele ser café oscuro (figura 1). • 20 litros de agua.1

Figura 1. Alumbre y jabón. El Arcotete, Chiapas, agosto 2008. Fotografía: Haydeé Orea.   Este anexo está basado en el apartado correspondiente, en el Manual de conservación preventiva del antiguo convento de Tepoztlán, realizado por Beatriz Sandoval, inah, México, 2011. 1

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Esta solución se prepara calentando el agua a 80 grados centígrados o hasta que haga ebullición, y se agrega el jabón rallado en escamas (figura 2). Se revuelve lentamente, tratando de no hacer espuma, hasta su completa disolución. b) Solución de alumbre (comúnmente un sulfato doble de aluminio y potasio hidratado, cuya fórmula es KAl(SO4)2.12H2O): • 1 kilogramo de cristales de alumbre reducidos a pequeños fragmen­ tos para facilitar su disolución. • 20 litros de agua.

Figura 2. Rallado del jabón de pasta en hojuelas para facilitar su disolución. El Arcotete, Chiapas, agosto 2008. Fotografía: Haydeé Orea.

Esta solución se prepara calentado el agua a aproximadamente 60 grados centígrados y posteriormente se agregan los cristales de alumbre, agitando con una pala de madera hasta que se disuelvan (figura 3). Una vez que las superficies a impermeabilizar se encuentren libres de grietas y fisuras, y hayan sido barridas y libres de polvo (figura 4) o de restos de cualquier material extraño, se aplicarán tres capas de solución de jabón y tres de alumbre, alternadamente. Ambas soluciones se aplican calientes, con escobas de plástico. Las tejas se pueden sumergir directamente en las prepa­ raciones (figura 5). Cada capa se deja secar antes de aplicar la siguiente. La primera capa aplicada deberá ser de jabón y la última de alumbre; sólo así se formará un jabón insoluble, al entrar en contacto ambas soluciones mismas que reaccionan químicamente, produciendo un nuevo compuesto que se precipita sobre las superficies y que repele al agua. Este tipo de impermeabilización deberá repetirse cada año antes de la temporada de lluvias.

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283 Anexo 2. El uso del jabón y el alumbre para la impermeabilización...

Figura 3. Disolución del alumbre. El Arcotete Chiapas, agosto 2008. Fotografía: Haydeé Orea.

Figura 4. Limpieza de tejas para su impermeabilización. El Arcotete, Chiapas, agosto 2008. Fotografía: Haydeé Orea.

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Figura 5. Introducción de la teja en el alumbre después de haber sido aplicado el jabón. El Arcotete, Chiapas, agosto 2008. Fotografía: Haydeé Orea.

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Anexo 3. Glosario

Absorción. Separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida) sin mezclarse, únicamente se adhiere a la superficie. Aditivo orgánico. Sustancia de naturaleza orgánica que se agrega a las mezclas de cal para distintos fines, principalmente para mejorar la plasticidad o modificar el fraguado. Adsorción. Transferencia de un soluto en un gas o líquido (adsorbato) hacia la superficie de un sólido (adsorbente) en donde el soluto es retenido como resultado de atracciones intermoleculares con las moléculas sólidas. Aglomerante. Véase cementante. Agregados. También conocidos como “cargas”, son los materiales que se mez­ clan con la cal para obtener una argamasa. Generalmente los agregados son de naturaleza inorgánica, como sedimentos locales o rocas tritura­ das. Los agregados no reactivos se conocen como “inertes”, mientras que aquellos que reaccionan con la cal se conocen como “puzolanas”. Apagado. Proceso mediante el cual se hidrata a la cal viva, con lo que el óxido de calcio se transforma en hidróxido de calcio. Aplanado. Capa de argamasa aplicada sobre un paramento arquitectónico ver­ tical. Argamasa. Mezcla de cementante (cal) y agregados. En algunos ámbitos se conoce también como “mortero”. Cal aérea. Cal que fragua mediante la carbonatación del hidróxido de calcio, lo cual sucede tras la evaporación del agua y la incorporación de dióxido de carbono ambiental. Cal apagada. Hidróxido de calcio. Material que se obtiene mediante el “apaga­ do” o la hidratación de la cal viva. La cal apagada se mezcla con agregados para formar argamasas.

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Cal hidráulica artificial. Cal con fraguado hidráulico que se forma mediante la calcinación de rocas calizas a las cuales se añade, de manera artificial, minerales ricos en sílice o alúmina. El material resultante tiene un com­ portamiento químico similar al de las cales hidráulicas naturales. Cal hidráulica natural. Cal con fraguado hidráulico que se forma tras la cal­ cinación de rocas calizas con altos contenidos de minerales arcillosos. Estos minerales reaccionan con el carbonato de calcio durante la calcina­ ción y, tras la incorporación de moléculas de agua durante el fraguado, forman compuestos hidráulicos. Cal química. Cal comercial con alto grado de pureza. Se vende en bultos de cal en polvo, ya sea óxido de calcio (cal viva) o hidróxido de calcio (cal apagada). Cal semihidratada. Cal comercial que se encuentra parcialmente hidratada, por lo que contiene fracciones de óxido de calcio e hidróxido de calcio. Cal viva. Óxido de calcio. Material obtenido tras la calcinación de algún mate­ rial rico en carbonato de calcio. Cal. Cementante que se produce a partir de la calcinación y apagado de un material rico en carbonato de calcio (roca caliza, coral, conchas, etcétera). Calhidra. Cal semihidratada comercial. Por lo general, las calhidras no son re­ comendables para fines de conservación, ya que, dependiendo de la fecha de producción, pueden tener poco poder cementante. Cementante. Material que desempeña la función de aglomerante en una arga­ masa. Es el material responsable de la cohesión de una argamasa. Ciclo de la cal. Serie de reacciones químicas que se llevan a cabo durante la calcinación, apagado y fraguado de la cal. Estas reacciones constituyen un ciclo, ya que comienzan y acaban con carbonato de calcio. Diálisis. Proceso de separar las moléculas en una solución por la diferencia en sus índices de difusión a través de una membrana semipermeable. Dispersión. Conjunto de fenómenos mediante los cuales las especies químicas pasan de unos compartimentos ambientales a otros o se diluyen dentro de uno de ellos. Fraguado. Endurecimiento de un cementante. En las cales aéreas el fraguado es aéreo, es decir, el material tiene que secarse. En las cales hidráulicas y puzolánicas el fraguado es hidráulico, es decir, endurece cuando se le agrega agua. Glucósidos. Los glucósidos son moléculas compuestas por un glúcido (gene­ ralmente monosacáridos) y un compuesto no glucídico. Los glucósidos desempeñan numerosos papeles en los organismos vivos. Muchas plan­ tas almacenan los productos químicos en forma de glucósidos inactivos; si estos productos químicos son necesarios, se hidrolizan en presencia de agua y una enzima, generando azúcares importantes en el metabolismo de la planta.

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287 Anexo 3. Glosario

Inerte. Agregado (material de carga) que no reacciona químicamente con la cal. Mampostería. Técnica constructiva que consiste en la colocación manual de los “mampuestos” o materiales que lo componen, los cuales pueden ser ladrillos, tabiques, sillares o fragmentos irregulares de rocas. Material de sacrificio. Material usado en intervenciones de conservación, y ha­ cia el cual se dirigen los agentes de deterioro, protegiendo de esa forma a los materiales constructivos originales. Mortero. Véase argamasa. Ostwald ripening. Se trata de un fenómeno que se observa en soluciones sóli­ das o suspensiones coloidales que describe el cambio de una estructura heterogénea a través del tiempo, es decir, los pequeños cristales o partí­ culas coloidales, con el tiempo, se disuelven y se redepositan en cristales más grandes o partículas coloidales más grandes. iupac, Compendium of chemical terminology, (The “Gold Book”), 2nd ed. A. D. McNaught y A. Wilkinson (comps.), Blackwell, Oxford (1997). Version corregida en línea: http://goldbook.ivpac.org/O04348.html (2006-). Polifenoles. Grupo de sustancias químicas encontradas en plantas caracteriza­ das por la presencia de más de un grupo fenol por molécula. ����������� Los polife­ noles son generalmente subdivididos en taninos hidrolizables, que son ésteres de ácido gálico de glucosa y otros azúcares; y fenilpropanoides, como la lignina, flavonoides y taninos condensados. Precipitación. Fenómeno que sucede cuando a un coloide se le agrega un elec­ trolito con carga eléctrica opuesta a sus partículas y éstas neutralizan las cargas, provocando una precipitación. La mayoría de las partículas coloi­ dales permanecen estables. Reacción a doble desplazamiento. Intercambio de los iones en un compuesto con los de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. Solución. Mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta (soluto) está presente generalmente en pequeña cantidad en compara­ ción con la sustancia en la que se disuelve (solvente). Suspensión. Mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo (soluto) o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (dispersante o dispersora).

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La cal: historia, propiedades y usos Editado por el Instituto de Investigaciones Antropológicas de la unam, se terminó de imprimir el 3 de marzo de 2013, en los talleres de ART Graffiti Sistema Gráfico, calle Concepción Beistegui núm. 1562, C.P. 03020, Col. Narvarte, Del. Benito Juárez, México, D.F.; Flor Moyao hizo la composición en tipo AGaramond 9:11, 10: 12 y 11:13 puntos; la corrección estu­ vo a cargo de René Uribe y Adriana Incháustegui. La edición consta de 500 ejem­plares impresos en offset, en papel couche de 90 g, encuadernación de lujo y estuvo al cuidado de Ada Ligia Torres.

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