1
POROSIMETRÍA
DE
INTRUSIÓN
DE
MERCURIO
ALGUNAS
CONSIDERACIONES
SOBRE
SU
UTILIZACIÓN
EN
EL
ESTUDIO
DEL
PATRIMONIO
HISTÓRICO
Ma ía
Jesús
Mosque a
Díaz'''
Resumen
La
aplicación
de
la
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io
como
he amien a
undamen al
en
el
desa ollo
de
mi
labo
in es igado a,
me
ha
penni ido
p o
undiza
ani(í
en
las
di e sas
aplicaciones
de
la
écnica
den o
del
campo
de
la
A queome ía.
como
en
sus
posibles
limi aciones
que
pueden
media iza ,
en
g an
medida,
la
e acidad
de
los
esul ados
ob enidos.
Basándome
en
mi
p opia
ex
pe iencia.
en
el
p esen e
abajo
se
esumen
las
aplicaciones
más
in e esan es
de
la
écnica,
y
se
e isan
los
e o es
que
han
su gido
en
la
in e p e ación
de
los
e
sul ados.
Finalmen e,
se
desc iben
posibles
soluciones
a
dichos
e oies.
El
em
pleo
de
o as
écnicas,
como
Mic oscopía
o
ensayos
de
po osidad
accesible
al
agua,
ep esen a
una
aliosa
ayuda
pa a
la
co ec a
in e p e ación
de
los
da os
ob enidos.
Palab as
cla e:
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io,
sus
aplicaciones,
sus
limi aciones.
1.
FUNDAMENTO
DE
LA
TÉCNICA
El
undamen o
de
la
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io,
se
basa
en
el
hecho
de
que
el
me cu io,
debido
a
su
ele ada
ensión
supe icial,
o ma
un
ángulo
de
con ac o
con exo
(>
90°)
con
cualquie
sólido
de
na u aleza
po osa,
que
impide
la
pene iación
espon ánea
del
me cu io
en
el
in e io
de
los
po os
del
ma e ial.
La
aplicación
de
una
p esión
ex ema
pe mi e
la
in usión
del
me cu io
en
la
es uc u a
po osa,
de
mane a
que
el
inc emen o
de
la
p esión
aplicada
gene a
la
pene ación
en
po os
cada
ez
más
pequeños.
Asumiendo
que
los
po os
poseen
omia
cilind ica,
la
aplicación
de
la
ecua-
'
''
Dpio.
Química-Física.
Facul ad
de
Ciencias.
Polígono
Río
San
Ped o
Apdo.
de
Co eos
40.
11310
Pue o
Real
(Cádiz).
E-mail:
ma iajesü[email p o ec ed].
H)
MmI
Jl
.l
V
/)/i/
ción
de
Washbum
[
1
j
(ecuación
1)
pe mi e
ob ene
la
dis ibuciíui
de
po os
de
un
ma
e ial
a
pa i
de
los
da os
de
pene ación
de
me cu io
a
p esiones
c ecien es
P
2
y
co.s
O
(1)
Donde
P
es
la
p esión
aplicada;
y
es
la
ensión
supe llcial
del
me cu io;
)
es
el
án
gulo
de
con ac o
que
o ma
el
menisco
del
me cu io
con
el
ma e ial;
co esponde
al
adio
de
po o
del
ma e ial.
2.
INSTRUMENTACIÓN
Todos
los
ensayos
u ilizados
en
la
discusión
de
es e
abajo,
se
han
lle ado
a
cabo
en
un
Po osíme o
modelo
Pascal
(Fisons
Ins umcn s)
que
cons a
de
dos
unidades
de
baja
y
al a
p esión
capaces
de
abaja
en
un
ango
de
p esiones
en e
O.l
Kpa
(p e
sión
de
acío)
has a
400
Kpa.
La
aplicación
de
es e
amplio
in e alo
de
p esiones
pe
mi e
de ec a
odos
los
po os
p esen es
en
el
ma e ial
analizado
con
adios
de
po o
en
e
58
pm
y
2
nm.
Además,
el
apa a o
es
capaz
de
co egi
au omá icamen e
los
da os
en
unción
de
los
alo es
de
comp esibilidad
de)
me cu io
p oducidos
a
p esiones
ele
adas.
A
pa i
de
ios
da os
de
me cu io
in uido
y
p esión
ex e na
aplicada,
el
ins
umen al
calcula
de
o ma
au omá ica
los
siguien es
pa áme os:
Po osidad
o al
den
sidad
apa en e,
dis ibución
de
adios
de
po o
y
supe icie
especí ica
de
las
mues
is
ensayadas.
"
^
aplicaciones
de
la
écnica
en
a queome ía
La
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io
es
conside ada
una
he amien a
lunda-
men al
en
el
es udio
de
nues o
Pa imonio
His ó ico.
Sus
aplicaciones
den o
del
campo
e
a
A queome ía
inciden
en
aspec os
an
di e sos
como
los
siguien es:
3-1.
Ca ac ización
e
iden i icación
de
una
amplia
a iedad
de:
MATi:klAI.í:s
a queológicos
(a qui ec ónicos,
pic ó icos,
ce ámicos
y
di-:
o íes
ipos)
La
unica
limi ación
que
p esen a
la
écnica
en
lo
que
se
e ie e
al
ipo
de
ma e ial
u
I
izado,
es
que
se
a e
de
un
sólido
de
na u aleza
po osa.
En
el
ul imo
año,
hemos
abo dado
en
nues o
g upo
de
in es igación
un
es udio,
den o
del
p oyec o
"Ca ac e ización
A queomé ica
de
Ce ámicas"
(PBQó-i
52
I-C03-
02),
que
ha
pe mi ido
iden i ica ,
median e
la
aplicación
de
la
Po osime ía,
una
ex
ensa
a iedad
de
ce ámicas
de
in e és
a queológico
p oceden es
de
di e sos
yaci
mien os
si uados
en
la
p o incia
de
Cádiz.
Como
ejemplo
conc e o,
ci a emos
los
esul ados
ob enidos
pa a
un
conjun o
de
ce ámicas
de
o igen
a eso
analizadas
en
es e
es udio.
El
alo
de
po osidad
o al
pe manece
cons an e
pa a
odas
las
mues as
ensayadas,
po
lo
que
puede
se
u ilizado
como
pa áme o
iden i icado
del
o igen
de
III
CosdKi
.so
Nm
ionai
1)1
Akyi
i
61
bichas
mues as.
Po
o a
pa o,
la
ob ención
de
dos
dis ibuciones
de
nn o
i
mon o
dile en es
( igu a
i)
dependiendo
dei
ipo
de
elabo ación
desa oil
l
e
1^.
miiidad
de
es e
pa áme o,
en
la
iden i ieadón
dei
su
p oceso
de
eb
i
"
os e
sen ido,
es
necesa io
eco da
que
la
aplicación
de
o as
écnieas
mi'Á""'""'
d-
mayo
popula idad
en
el
campo
de
la
A queome ía.
ales
como
ani'üsis
Z
-
elemen os
o
es udio
de
la
eomposieión
mine aiógiea.
no
ha
pemmid;
Í
^ LiKKis
en e
ambos
p ocesos
de
íabncaeión.
Los
da os
ob enidos
ponen
de
mani-
iL-s o
que
la
Po osime ía
de
Me eu io
os
una
excelen e
he amien a
pa a
la
comole a
ca ac e ización
de
cualquie
ma e ial
a queológico.
3.2.
DiAONos i o
s
ies udio
de:
i.a
e oll-cion
de
los
e ocesos
di:
dio io o
de:
los
i-diek
ios
hi.si-o kos
Conside ando
el
papel
undamen al
del
anspo e
de
agua
en
cualquie
p oceso
de
de e io o,
y
la
innuencia
de
la
es uc u a
po osa
del
ma e ial
en
dicho
anspo e,
la
ca acTonzaeión
mie oes ue u al
de
los
ma e iales
que
componen
nues o
Pa imonio
esul a
de
i al
impo ancia
en
el
es udio
de
sus
posibles
mecanismos
de
de e io o.
En
es e
sen ido,
den o
dei
p oyec o
eu opeo
"De clopmen
o
e aliia ion
e i e ia
p c-
dic ion
and
con ol
me hods
conce ning
sea
salí
e ec s
on
moniimenl
s ones
{ENV4CT950I
]())".
dedicado
ai
es udio
del
p oceso
de
c is alización
de
sales
hemos
enido
la
opo unidad
de
es udia
la
al e ación
de
nume osos
monumen os
eu opeos.
El
abajo
ealizado
nos
ha
pe mi ido
es ablece
una
di ec a
elación
en e
la
ciné ica
de
anspo o
de
agua,
esponsable
de
g a es
de e io os,
y
la
dis ibución
po osimé-
ica
de!
ma e ial
(2|.
En
la
igu a
2.
se
mues an
las
dis ibuciones
ob enidas
pa a
es
ocas
g aní icas
ampliamen e
u ilizadas
en
Galicia.
De
hecho,
los
adios
e ec i os
cal
culados
a
pa i
de
da os
ciné icos
y
da os
de
po osime ía
( abla
1)
esul a on
simila
es,
y
pe mi ie on
explica
la
len a
elocidad
de
ascenso
capila
de
uno
de
los
^ ani-
os
como
consecuencia
del
ele ado
amaño
de
sus
po os.
2(1
1
—0—
ATORNO
—e—
A
MANO
1
-5
SJj
10
-3
5
0
-
nQBDsn a Ai inn gi
0.001
0.01
0.1
1~
10
100
KKHI
adio
de
pu o
(pni)
hi in o
/.
Valo es
meüios
(¡e
íHs ihucúin
de
adio
de
po o
pa a
ce ámicas
a iesas
elabo adas
po
dos
p ocedimienios
di e en es.
UNIVERSIDAD
DE
SEVILLA
Fac.
G.®
e
His o ia-Biblio eca
62
M hi
J M
s
/
/)/ y
Figu a
2.
Dis ibución
de
adios
de
po o
acumulada
pa a
es
ocas
g aní icas.
>
I
'jV.W-'-i,
H.íI M lIl-
Ki
i.in
AxciIi'n
3
•
{{iii
ü
i
I
<.
(i.(m
oíxii
o(H
01
1
10
oHi
iiKHi
.'idiij
<Jc
po oO'nii
Tabla
1.
Radios
e ec i os
ob enidos
a
pa i
de
da os
ciné icos
y
da os
MIP
pa :
es
ocas
g aní icas.
a
ialeanle
Koan
.• . ci os
Velocidad
capila
íp
■
c n
=
-
^
1.24-
I(J
'
0.89
■
10
'
0.24
■
10
'
Po osidad
o al
( ol
%)
2,72
2,02
1
.13
Radio
e ec i o-ciné ico
(nm)
5,78
5.32
1
.24
Radio
e ec i o-M.Í.P.
(nmi
5.74
1
4,67
1
,52
3.3.
Con ol
de
la
e icacia
de
a amien os
de
limpieza,
consolidacic'jn
Y
PROTECCIÓN
aplicados
A
DICHOS
EDIFICIOS
Los
a amien os
de
conse ación
se
ealizan,
en
muchas
ocasiones,
sin
p o undi
za
en
posibles
daños
que
pueden
lle a
asociados.
Po
ejemplo,
la
aplicación
de
con
solidan es,
con
obje o
de
inc emen a
la
du eza
y
esis encia
del
ma e ial,
gene a
cam
bios
en
su
mic oes uc u a
que
a ec an
di ec amen e
al
p oceso
de
anspo e
de
agua,
y
en
consecuencia
a
su
de e io o
[3].
En
la
igu a
3,
se
mues a
la
e olución
que
ex
pe imen a
la
dis ibución
de
po os
de
una
a iedad
de
g ani o
as
la
aplicación
de
dos
a amien os
consolidan es
comúnmen e
u ilizados
en
conse ación.
La
aplicación
de
Tego akon
gene a
el
espe ado
descenso
de
olumen
po oso
( abla
2),
mien as
Con
solidan e
OH
p o oca
un
lige o
inc emen o
que
pod ía
se
debido
al
desa ollo
de
en
siones
en
el
in e io
de
los
po os,
p o ocadas
po
el
secado
del
consolidan e.
Es as
ensiones
pod ían
gene a
up u as
que
se
en
e lejadas
en
el
aumen o
de
po osidad.
Además,
hemos
conseguido
en
es e
abajo
es ablece
es echas
elaciones
en e
dis
ibución
de
po o
y
p ocesos
de
anspo e.
III
Nacional
dl
ARüi'Lo.M RiA
63
Sin
Inila
Tci:o akim
Consoliilan -OH
GRANITO
BALEANTE
O. MIl
D.OI
0.1
I
10
.idio
de
p ini
(nm)
llXl
KMX)
Tabla
2.
Valo es
de
Po o
sidad
o al
an es
y
después
del
a amien o.
T a amien o
P
(F )
Sin
a a
2.80
Tego akon
2.40
Con.solidan e-OH
32>2
Figu a
.í.
E olución
de
la
dis ibución
de
po os
en
un
g ani o
as
la
aplicación
de
dos
a amien os
de
consolidación.
4.
LIMITACIONES
DE
LA
TECNICA
A
con inuación,
se
desc iben
algunas
limi aciones
que
p esen a
ia
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io.
Mien as
algunas
de
dichas
limi aciones
ya
han
sido
desc i as
po
o os
au o es,
algunas
o as
son
u o
de
mi
expe iencia
pe sonal.
En
odos
los
ca
sos.
se
in en a
da
posibles
soluciones
que
puedan
.se i
de
ayuda
a
o os
in es iga
do es
in e esados
en
la
aplicación
de
la
écnica.
4.1.
GI'OMETRÍA
CILINDRICA
DEL
.SISTEMA
POROSO
La
ecuación
de
Washbii n,
undamen o
de
la
écnica,
supone
que
odos
los
po os
del
ma e ial
po.secn
o ma
cilind ica.
E iden emen e,
ningún
ma e ial
es á
cons i uido
al
100%
po
po os
de
geome ía
cilind ica.
En
los
úl imos
años,
han
su gido
nue os
modelos
(es uc u a
elíp ica,
ec angula )
que
se
ajus an
mejo
a
la
o ma
eal
de
los
po os
[4].
No
obs an e,
su
aplicación
en
ocas
g aní icas
ha
pe mi ido
cons a a
que
las
dis ibuciones
de
po os
ob enidas
a
pa i
de
es os
modelos
p esen an
escasas
di
e encias
con
las
dis ibuciones
co espondien es
al
modelo
cilind ico
p opues o
po
Washbum.
4.2.
El
alo
de
ángulo
de
con ac o
me cu io-sólido
pe manece
cons an e
A
LO
LARGO
DE
TODA
LA
EXPERIENCIA
Cuando
.se
p oduce
la
ex usión
de
me cu io,
se
obse a
una
modi icación
de
di
cho
ángulo.
Un
e ec o
que
gene a
es e
cambio,
y
que
ha
sido
ampliamen e
discu ido
[5],
es
ia
apa ición
de
un
enómeno
de
his é esis
cuando
se
p oduce
la
salida
del
me
cu io,
al
disminui
la
p esión
aplicada.
Sin
emba go,
es a
a iación
del
ángulo
de
con
ac o
no
suele
ene
e ec o
sob e
los
esul ados
ob enidos,
ya
que
solamen e
los
da os
de
in usión
se
u ilizan
pa a
la
ob ención
de
dichos
esul ados.
64
4/
j
s
„
,
i,
¡)i /
4.3.
La
íiSTRLCTl
RA
l'OR JSA
iJhl.
MATI.RIAI.
NO
lA
MURADA
A
lo
I
AR(,(j
DE
LA
HXPÍ£RII-;NC
IA
En
algunos
casos,
se
obse a
una
modi icación
de
la
csi uclu a
in e na
del
n i e-
ial
a
p esiones
ele adas.
En
ma e iales
especialmen e
débiles,
eoioo
abuinos
eenien-
os.
se
han
desc i o
[6]
al e aciones
del
ma e ial
después
del
ensayo
ie
po osiniein'a
En
nues o
abajo
con
ma e iales
pé eos
y
ce ámicas,
el
examen
del
ma e ial
ai
Mi
c oscopio
óp ico
an es
y
después
de
la
Po osime ía.
ha
pe mi ido
e i ica
la
inal e
abilidad
de
las
mues as
an e
e.s e
ipo
de
ensayos.
4.4.
Conexiones
en e
E ;Kos
La
exis encia
de
una
es uc u a
ipo
"cuello
de
bo ella",
ca ac e ís ica
de
ma e ia
les
en
los
que
las
conexiones
en e
po os
p esen an
meno
dimensión
que
los
po o.s
p opiamen e
dichos,
o igina
la
ob ención
de
dis ibuciones
de
adio
de
po o
Liue
cc>-
^e.sponden
ealmen e
a
los
adios
de
acceso,
y
no
a
los
p i os
p opiamen e
dichos.
Una
ap oximación
demasiado
gene alizada
que
ealizan
muchos
au o es,
es
e e i se
siem
p e
a
las
dis ibuciones
de
po o
ob enidas
po
MIP
como
dis ibuciones
de
adios
de
acceso
[7J.
En
el
caso
conc e o
de
las
ocas
g aní icas,
su
examen
median e
Mic os
copía
de
Fluo e.scencia
nos
ha
pe mi ido
cons a a ,
como
se
ap ecia
cla amen e
en
la
igu a
4,
que
los
g ani os
es án
compues os
po
una
ed
de
isu as
plana es
pe lec a-
men e
in e conec adas
en e
sí
y
con
un
adio
p ác icamen e
cons an e
a
lo
la eo
de
oda
la
isu a.
La
exis encia
de
es a
es uc u a,
nos
pe mi ió
a i ma
que
la
dis ibu-
ción
de
po os
ob enida
po
MIP
co esponde
a
la
dis ibución
de
isu as
isualizada
po
ic oscopía.
De
hecho,
los
alo es
de
adios
de
po o
ob enidos
po
ambos
mé o
dos
son
muy
.simila es
como
se
ap ecia
en
la
abla
3.
4.5.
P epa ac
ión
de
las
Mia-ISTRAS
A
pesa
de
que
en
la
bibliog a ía
consul ada
no
.se
le
ha
dado
excesi a
impo an
cia
al
mé odo
de
p epa ación
de
las
mues as
que
son
some idas
a
un
ensayo
de
Po
osime ía,
nues a
expe iencia
en
la
u ilización
de
la
écnica,
nos
ha
pe mi ido
cons
a a
que.
en
algunas
ocasiones,
los
mac opo os
de ec ados
po
Po osime ía
son
ealmen e
a e ac os
o iginados
en
el
p oceso
de
co e
de
las
mues as.
Como
ejemplo
Tabla
3.
Valo es
de
adio
de
po o
co
espondien es
al
g ani o
isualizado
en
igu a
4
ob
enidos
po
MIP
Radio
mac o- isu a.s
ígm)
40-2
0.013-0.002
Radio
mic o- isu a.s
gm)
Figu a
4.
Imci^en
de!
sis ema
isu a!
de
un
> ani (>
ob enida
median e
Mic oscopía
Op ica
de
Fluo escencia.
di
C iMiKi.sd
Nachiwi
di-:
Akgi
í
conc e o,
es
posible
ci a
los
ensayos
MIP
ealizados
en
a ios
g ani os
en
los
que
se
obse o
un
.dén .eo
am nio
máximo
de
po o
(.s8
pm)
pa a
odas
las
mues as
anali-
c.
.
Sin
emba go,
el
examen
de
las
mues as
median e
Mic oscopía
Óp ica
de
Fluo
e.scencia
pe mi ió
cons a a
que
el
amaño
máximo
de
po o
e a
meno
en
odos
los
casos
y
di e en e
pa a
cada
g ani o
analizado.
Con
el
in
de
elimina
dichos
a e ac os
í iginados
en
el
co e,
se
ealizó
un
pulido
de
las
mues as
median e
di.sco
de
dia
man e.
Los
mac opo os
íue on
aho a
eliminados,
y
el
alo
de
adio
máximo
nc
p áe-
icamen e
eoinciden c
con
el
alo
isualizado
po
Mic oscopía
de
Fliio esceneia.
Como
ejemplo
conc e o,
en
la
abla
4
se
mues an
los
alo es
de
adio
máximo,
ob enidos
an es
y
después
del
pulido,
pa a
una
a iedad
conc e a.
Las
g á icas
de
dis ibución
de
adio
de
po o
an es
y
después
del
a amien o
( igu a
5)
ue on
p ác icamen e
coin
ciden es.
excep o
pa a
los
po os
de
mayo
amaño
que
desapa ecie on
en
la
mues a
pulida.
Tabla
4.
Valo es
de
adio
má.xinio
de
isu a
de
un
g ani o
ob enidos
po
di e
en es
mé odos.
Fnsayo
Radio
máximo
{um)
MlP-inucs as
sin
puli
58
Mic oscopía
de
Fluo escencia
10
MlP-muesl as
pulidas
13
4.6.
Tamaño
de;
la.s
mle.s as
Exis en
algunas
disc epancias
en
cuan o
al
amaño
mínimo
que
deben
posee
las
mues as
u ilizadas
en
un
ensayo
MIP.
Algunos
in es igado es
ponen,
incluso,
en en
edicho
la
e acidad
de
los
esul ados
debido
al
pequeño
amaño
de
las
mues as
em
pleadas.
En
nues o
labo a o io,
hemos
abo dado
un
es udio
de
compa ación
en e
mues-
.^0
2.1
20
i
15
^
10
o
1
gnmiin
.sin
puli
g ani o
pulido
O.OOl
0.01
0.1
I
10
adio
de
po o
(jim)
100
I0(X)
Figu a
5.
E olución
de
la
dis ibución
de
adios
de
po o
de
un
g ani o
os
el
pulido
de
la
mues a.
66
M HI
J S
S
hR
[)l /
as
de
di e en e
amaño.
Los
esul ados
ob enidos
ue on
simila es
en
lodos
los
casos
analizados.
Asimismo,
los
da os
de
po osidad
o al
ob enidos
en
es as
mues as
( a
bla
5),
cuyas
dimensiones
máximas
no
pudie on
sob epasa
en
ningún
caso
las
di
mensiones
máximas
del
dila óme o
de
ensayo
(2
cm'),
p ác icamen e
coincidie on
con
los
alo es
de
po osidad
accesible
al
agua
(RILEM),
en
el
que
se
u iliza on
p obe as
de
5
cm
Tabla
5.
E olución
de
los
alo es
de
Po osidad
o al
en
unción
el
amaño
de
las
mues as.
Dimensiones
mues a
(cm)
5
•
5
■
5
2
•
0,8
•
0,5
2,11
4
■
0.8
■
()J>
2.09
Po osidad
o al
(%)
2,10
5.
CONCLUSIONES
Los
esul ados
e isados
y
discu idos
en
el
p esen e
abajo
pe mi en
es ablece
las
siguien es
conclusiones
sob e
la
u ilidad
de
la
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io
den o
del
campo
de
la
A queome ía:
•
La
Po osime ía
de
In usión
de
Me cu io
puede
se
u ilizada
como
una
excelen e
he amien a
pa a
la
ca ac e ización
mic oes uc u al
de
cualquie
ma e ial
de
in e és
a queológico.
Además,
su
aplicación
esul a
undamen al
en
el
es udio
de
los
p oce
sos
de
de e io o
de
nues o
Pa imonio
His ó ico.
•
A
la
ho a
de
in e p e a
los
da os
ob enidos,
es
necesa io
conside a
cie as
limi-
ó
ciones
de
la
écnica,
que
en
muchas
ocasiones,
pueden
se
pe ec amen e
sol en a
das
con
una
co ec a
p epa ación
de
la
mues a,
o
la
adecuada
iden i icación
de
la
geo
me ía
de
su
sis ema
po oso.
El
empleo
de
o as
écnicas
adicionales,
como
la
Mic oscopía
o
la
ealización
de
ensayos
de
po osidad
accesible
al
agua,
puede
esul a
una
aliosa
ayuda
pa a
log a
la
co ec a
in e p e ación
de
los
esul ados
ob enidos.
6.
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