Conservación de la Piedra Bateig: análisis de la eficacia de consolidantes e hidrofugantes basados en nanopartículas

Abstract

En patrimonio cultural inmueble pétreo habitualmente se aplican consolidantes e hidrofugantes, los primeros para reestablecer la cohesión perdida del material y los segundos para minimizar la entrada de agua líquida, agente presente y responsable de la mayor parte de los procesos de deterioro. Los productos basados en nanopartículas, hasta el momento, generalmente han demostrado una mayor compatibilidad y sostenibilidad con los substratos inorgánicos frente a los productos tradicionales, además de, en principio, una mayor capacidad de penetración por su reducido tamaño de partícula. Sin embargo, son uno de los más novedosos en el campo de la conservación y restauración, por lo que evaluar su eficacia y durabilidad es imprescindible para garantizar su idoneidad como productos a aplicar en Patrimonio. El objetivo general de este trabajo es evaluar la idoneidad y eficacia de tres productos basados en nanopartículas (el hidrofugante Aquashield Ultimate y los consolidantes CaLoSiL® -comercial-, y uno creado en el laboratorio con nanopartículas de NanoRH) sobre Piedra Bateig, empleando dos métodos de aplicación (brocha y pulverizador). La Piedra Bateig es una roca ampliamente utilizada en bienes patrimoniales, sobre todo en la zona de Levante -lugar de extracción- desde el siglo XIII, y en Madrid desde el siglo XIX. Se ha elegido este material pétreo porque suele mostrar un elevado grado de deterioro. La metodología seguida ha consistido en una primera fase de investigación teórica, basada en la consulta bibliográfica y en conversaciones con profesionales de la conservación-restauración para conocer las metodologías de aplicación seguidas en la actualidad. De este modo, se ha pretendido que la segunda fase de investigación experimental sea lo más parecida posible a los procedimientos que se siguen en intervenciones en obra real. Durante la fase de investigación experimental se han llevado a cabo diversos procedimientos normalizados tanto para la caracterización de la piedra y los productos, como para la evaluación de la idoneidad y efectividad de los tratamientos. El estudio ha evidenciado que la porosidad de la Piedra Bateig, con una elevada proporción de microporos, condiciona la durabilidad de la piedra. Asimismo, muestra como las nanopartículas de NanoRH no son apropiadas para su uso en patrimonio. No obstante, CaLoSiL® y Aquashield Ultimate han resultado ser productos de gran calidad: un consolidante con una elevada capacidad de penetración por el sistema poroso del material, y un hidrofugante que ofrece un elevado ángulo de contacto entre la gota de agua y el substrato pétreo, sinónimo de un alto grado de hidrorrepelencia. Los ensayos realizados muestran una mayor eficacia de la consolidación empleando la aplicación del producto mediante brocha frente al método de pulverización, mientras que en el caso del hidrofugante las diferencias son menos significativas.In immovable stone cultural heritage consolidators and water repellents are commonly applied. On one hand, consolidators restore the lost cohesion of the material and on the other hand, water repellents minimize the entry of liquid water, which is present and responsible for most deterioration processes. To date, nanoparticle-based products have generally demonstrated higher compatibility and sustainability with inorganic substrates than traditional products, as well as, in theory, greater penetration capacity due to their smaller particle size. However, they are one of the most innovative products in the field of conservation and restoration. Thus, evaluating their effectiveness and durability is essential to ensure their adequacy as a product for use on heritage sites. The main objective of this study is to assess the suitability and effectiveness of three nanoparticle-based products (the water repellent Aquashield Ultimate and the consolidators CaLoSiL® -commercial- and one made in the laboratory with NanoRH nanoparticles) on Bateig stone, using two application methods (brush and spray). Bateig stone is a rock that has been widely used in heritage sites, especially in the Levante region -place of extraction- since the XIII century, and in Madrid since the XIX century. This stone material has been chosen because it usually shows a high degree of deterioration. The methodology consisted of an initial phase of theoretical research, based on bibliographic consultation and discussion with conservation-restoration professionals to learn about the currently used methodologies. The aim was to ensure that the second phase of experimental research was as similar as possible to the procedures followed in real-life interventions. During the experimental research phase, various standardised procedures were carried out to characterise the stone and the products and to evaluate the suitability and effectiveness of the treatments. The study showed that the porosity of Bateig stone, with a high proportion of micropores, affects the durability of the stone. It also shows that NanoRH nanoparticles are not suitable for application on heritage sites. Although, CaLoSiL® and Aquashield Ultimate have proven to be high-quality products: a consolidant with a high penetration capacity through the porous system of the material, and a water repellent that provides a high contact angle between water droplets and stone substrates, synonymous of a high degree of water repellency. The tests carried out show greater effectiveness of consolidation using brush application of the product compared to the spray method, while in the case of the water repellent, the differences are less significant.