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IDEA
Resumen
En es e a ículo se cub en dos aspec os. Po una pa e
se ealiza una e isión bibliog á ica sob e la u ilización
de los ensayos de al e ación acele ada pa a el es udio
del compo amien o de los ma e iales de cons ucción
y de los p oduc os de a amien o (consolidan es e hi-
d ó ugos). Es os ensayos se han englobado en cinco i-
pos: heladicidad, c is alización de sales, e mohig omé-
icos, de adiación UV y de a aque químico.
En segundo luga se ealiza una p opues a de en-
sayo de cada uno de los ipos, eniendo en cuen a
la expe iencia desa ollada en el IAPH y en el De-
pa amen o de Ingenie ía Química y Ambien al de
la Uni e sidad de Se illa. De o ma complemen a-
ia se indica cómo puede e ec ua se la e aluación
y con ol de los esul ados ob enidos en es os en-
sayos, eseñando las ca ac e ís icas y p opiedades
de las mues as que pueden es udia se en cada
caso.
Palab as cla e
Al e ación acele ada / Heladicidad / C is alización /
Te mohig omé ico / Radiación UV / A aque químico
Rosa io Villegas Sánchez
Cen o de In e ención del IAPH
P og ama de no malización de
es udios p e ios y con ol de calidad
en las in e enciones.
Ensayos de al e ación de ma e iales pé eos
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In oducción
La ealización de ensayos de al e ación acele ada de
ma e iales pé eos puede ene uno de es os es ob-
je i os:
1. Es udia la esis encia de la pied a a los agen es de
al e ación.
2. In es iga los mecanismos de al e ación
3. E alua la e icacia de un de e minado a amien o
Es po ello que siemp e debe ealiza se el(los) ensa-
yo(s) que mejo ep oduzcan las condiciones eales
de exposición y los mecanismos de al e ación que
engan luga en el caso que se es udie.
Exis en pocas e e encias sob e ensayos a la in empe-
ie con pied as, debido a su la ga du ación po la len-
a al e ación de es os ma e iales. En la mayo ía de los
casos, los ensayos a la in empe ie se ealizan unda-
men almen e pa a ealiza el seguimien o del com-
po amien o de a amien os aplicados sob e p obe-
as o elemen os p epa ados a p opósi o (Coope
1992, Valle 1995, Bu lin 1995, Rossi-Mana esi 1995,
Gi a de y Fu lan 1995, Valle 1996, Von Plehwe-Lei-
sen 1996, Ba onio 1996). No malmen e el g ado de
al e ación alcanzado es pequeño, y nume osos a a-
mien os no pie den sus ca ac e ís icas.
De ello se deduce la necesidad de ealiza ensayos de
al e ación acele ada pa a aco a la escala del iempo.
Los ensayos acele ados se basan en una acción io-
len a y concen ada en el iempo de los p incipales
ac o es de al e ación (Skoulikidis, 1995). Tienen los
incon enien es de que no suele se posible compa a
sus esul ados con los ob enidos en iempo eal y,
además, no exis e segu idad de que ac úen los mis-
mos mecanismos de al e ación. Es o se ha explicado
conside ando que gene almen e se ecu e a expe-
iencias demasiado simpli icadas, sin ene en cuen a
la exis encia de e ec os concomi an es en e las di e -
sas a iables. Po es o se ecomienda con ecuencia
lle a a cabo combinaciones de ensayos.
En la bibliog a ía se encuen an cinco ipos básicos de
ensayos de al e ación acele ada:
1. Heladicidad
2. C is alización de sales
3. Te mohig omé icos
4. De adiación UV
5. De a aque químico
En es e a ículo se ealiza una p opues a de ensayos
de al e ación acele ada, de acue do con la expe ien-
cia adqui ida en el Ins i u o Andaluz del Pa imonio
His ó ico y p e iamen e en el Depa amen o de In-
genie ía Química y Ambien al, ealizándose ambién
una amplia e isión bibliog á ica que pone de mani-
ies o las dis in as endencias en el uso de es e ipo
de ensayos.
Una ez de inido el ensayo que se a a desa olla en
unción del obje i o deseado, el pun o de pa ida es
una p epa ación adecuada de las mues as. Las p o-
be as u ilizadas son no malmen e pa alelepípedos o
cilind os cuyas dimensiones dependen del ensayo; las
más empleadas son las cúbicas de 5 cen íme os de
a is a. O o aspec o muy impo an e se e ie e a las
condiciones iniciales de las mues as (limpieza, con e-
nido de agua, e c.) que pueden de e mina en g an
medida los esul ados.
En odos los casos es impo an e ealiza el ensayo
con un núme o ep esen a i o de p obe as, que
nunca debe se in e io a es; en caso de ma e ial
muy he e ogéneo hab ía que u iliza al menos cinco.
Cada p obe a debe es a pe ec amen e ca ac e iza-
da an es de comenza el ensayo, po lo que se e ie-
e a di e sas p opiedades: peso, po osidad, eloci-
dad de ul asonidos, si es posible du eza supe icial,
abso ción y deso ción de agua pa a p obe as a a-
das. La a iación en es as ca ac e ís icas du an e y al
inal del ensayo pe mi i á e alua los esul ados ob-
enidos, siemp e además de la obse ación isual y
al mic oscopio óp ico y elec ónico de las al e acio-
nes que se p oduzcan.
Ensayos de heladicidad
Los obje i os de los ensayos de heladicidad son e-
p oduci el clima al que es á some ido el ma e ial, o
c ea condiciones más se e as, pa a ob ene esul a-
dos en un meno in e alo de iempo y, de es a o -
ma, es udia los daños o iginados po el hielo.
Es e ipo de ensayos consis e, en líneas gene ales, en
una se ie de ciclos que incluyen una ase de hielo y
o a de deshielo; en la p ime a, que gene almen e se
lle a a cabo al ai e, la mues a sa u ada de agua se so-
me e du an e unas ho as a empe a u as del o den
de -15º a -25º C. La ase de deshielo puede ene lu-
ga bien en ai e, bien en agua (lo más ecuen e) y la
empe a u a a ía en e 1º y 24ºC o empe a u a am-
bien e (Ma o 1983, Tiano 1985, Alessand ini 1988,
Van Geme 1988, Beloyannis 1988, Azzoni 1992,
Mancini 1994, Topal 1995, A zeni 1995, Villegas
2000). En algunos casos la ase de deshielo se ealiza
a empe a u a ele ada, lo cual añade un nue o ac o
de al e ación (Domaslowski 1988, Lukaszewicz 1995),
o con pul e ización de agua (Pé ez 1995).
La p epa ación p e ia suele inclui un secado a 65º C
(en el caso de mues as a adas) o 105º C, y la sa u-
ación pos e io po inme sión en agua an es de co-
menza la secuencia de ciclos, ecu iéndose en algu-
nos casos de p obe as a adas a la sa u ación bajo
acío (Ma o 1983, Fi zne 1988).
La du ación del ensayo es unción de que se adop e el
c i e io de log a al e aciones mac oscópicas o de se-
gui la e olución de cie as p opiedades, con oladas
después de cada cie o núme o de ciclos. Pa a e alua
los esul ados se e ec úan una se ie de medidas, siendo
las más ecuen es la pé dida de peso y la obse ación,
a simple is a o con mic oscopio, de la apa ición de i-
su as o g ie as. También se ha ecu ido a medidas del
módulo de elas icidad, la ecuencia de esonancia, la
elocidad de p opagación de ul asonidos, e c.
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En muchas ocasiones, después de un núme o ela i-
amen e ele ado de ciclos no se mani ies an al e a-
ciones mac oscópicas, debiendo medi se pos e io -
men e di e sas ca ac e ís icas del ma e ial pa a
de e mina el e ec o del ensayo (Ma o 1983, Ville-
gas 2000).
Ensayo p opues o
El ensayo que se ealiza habi ualmen e en el IAPH es-
á o mado po ciclos que cons an de las siguien es
ases:
0. Fase p e ia de imp egnación con agua a p esión y
empe a u a ambien es du an e 24 ho as
1. Fase de congelación en cáma a climá ica (o conge-
lado ) a -20ºC du an e 20 ho as
2. Fase de descongelación en agua a empe a u a am-
bien e du an e 4 ho as
Cada cinco ciclos se secan las p obe as a 65ºC pa a
de e mina su peso y e alua las a iaciones que se
p oduzcan.
El ensayo puede e ec ua se has a un núme o p ede-
e minado de ciclos (como mínimo 20) o p olonga lo
has a que apa ezcan al e aciones mac oscópicas.
El con ol de las al e aciones que ayan apa eciendo
se puede ealiza con los siguien es mé odos:
- obse ación isual de las al e aciones mac oscópicas
- a iación de peso de las mues as
- obse ación al mic oscopio elec ónico de la mic o isu-
ación y de las ans o maciones su idas po la pelícu-
la de a amien o en el caso de las p obe as a adas
- a iación en las p opiedades ísicas: po osidad, po o-
me ía
- a iación de las p opiedades mecánicas: medida di-
ec a de la esis encia mecánica, supe icial o global, o
medida de la elocidad de ul asonidos
- a iación de las p opiedades híd icas pa a el caso de
p obe as hid o ugadas.
En la igu a 1 apa ece (al mic oscopio elec ónico de
ba ido) una mues a a ada de pied a del Pue o de
San a Ma ía (Ce o de San C is óbal) después de un
ensayo de heladicidad; se obse a la película de a a-
mien o ag ie ada (ensayo ealizado en el Dp o. Inge-
nie ía Química y Ambien al). En la igu a 2 se ep e-
sen a la abso ción de agua po inme sión pa a
p obe as de a enisca de Cons an ina (Se illa) a adas
con di e en es p oduc os, an es y después de un en-
sayo de heladicidad. Se puede ap ecia cómo el p o-
duc o ac ílico pie de pa e de su e ec o hid ó ugo
as la al e ación. En es e ensayo no se p oduje on al-
e aciones mac oscópicas (Villegas 2000).
Ensayo de c is alización de sales
Es e ensayo iene como obje i o simula las ensiones
que se p oducen en el in e io de los po os del ma e-
ial cuando c is alizan o se hid a an sales; ambos he-
chos implican un aumen o de olumen conside able,
de o ma que puede llega se a la up u a del ma e ial.
El undamen o de es e ensayo consis e en induci su-
cesi amen e la solubilización y c is alización de una sal
de e minada en el in e io de las mues as. Es o se lo-
g a some iendo las mues as a una ase de imp egna-
ción de la sal y a o a pos e io de secado, epi ién-
dose es e ciclo un de e minado núme o de eces.
Las p obe as u ilizadas son no malmen e cubos de 5
cen íme os de a is a, que se secan an es de comen-
za la p ueba.
La sal más ecuen emen e u ilizada es el sul a o sódico
(SO
4
Na
2
), pe o ambién lo son clo u o sódico (ClNa),
sul a o cálcico (SO
4
Ca), sul a o magnésico (SO
4
Mg),
sul a o amónico (SO
4
(NH
4
)
2
), bisul a o amónico
(SO
4
HNH
4
), e c. Todos los sul a os pueden c is aliza
con dis in o núme o de moléculas de agua. En especial
el sul a o sódico puede c is aliza has a con 10 molécu-
las de agua po cada molécula de sal (SO
4
Na
2
.10
H
2
O), con lo que se p oduce un aumen o de olumen
del 308% con espec o a la sal anhid a, po lo que es á
pa icula men e indicado pa a simula las ensiones que
Hid . 1
Hid . 2
Cons. 1 Ac il. 1
Cons. 2
Sin a .
Ac il. 2
0
1
3
4
2
0 25 50 75 100 125 150
Figu a 2. Abso ción de agua po inme sión. 1 an es, 2 después del ensayo de heladicidad
Fig. 1
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se c ean en el in e io de la pied a como consecuencia
de la c is alización e hid a ación de sales. Mahon
(1992) es udia la o mación de los dis in os es ados hi-
d a ados de es e compues o en unción de la concen-
ación de la solución y la empe a u a, y el e ec o dis-
up i o de cada uno de ellos en la pied a. Binda (1985)
es udia el e ec o de la humedad ela i a en los hábi os
de c is alización de dis in os compues os.
La concen ación de las soluciones no in luye en la se-
e idad del ensayo. Se encuen an expe iencias con
concen aciones que an desde el 7% has a la sa u a-
ción, aunque las más ecuen es son el 10% y el 14%.
La empe a u a de la solución es una a iable impo -
an e, ya que a empe a u a baja se p oduce la c is a-
lización del sul a o sódico en o ma hid a ada y el
consiguien e aumen o de olumen acele a la desin e-
g ación de las p obe as.
La ase de imp egnación con la solución salina puede
e ec ua se po inme sión, capila idad o niebla salina.
La inme sión, que es la écnica más ecuen e, puede
desa olla se bajo acío, a p esión a mos é ica o más
ele ada, y las mues as se sume gen comple amen e en
la solución, pe maneciendo así un iempo en gene al
supe io al eó icamen e necesa io pa a log a la sa u-
ación (Theoulakis 1988, Azzoni 1992, Villegas 1992,
Villegas 1993, Topal 1995, Mangio 1995, Pé ez 1995,
Mu phy 1996, Alessand ini 1996, Calia 1996, Ma ínez-
Ramí ez (2)1996, Villegas 1996, Espinosa 2000).
Cuando las sales pene an en la pied a po capila i-
dad sólo una pa e de la p obe a es á en con ac o
con la solución; en es e caso es no mal que se desa-
ollen simul áneamen e la ase de secado y la de im-
p egnación, pudiéndose calen a las mues as pa a a-
o ece la e apo ación (Ma o 1983, Alcalde 1990,
Binda 1992, Galán 1994, Ri as (2) 1997, San ama ía
1998). Ta alon e al.(1975) desa ollan un ensayo en
el que añaden la solución po un aguje o no pasan e
p ac icado en la ca a supe io de la p obe a, mien as
las o as ca as son i adiadas con in a ojos pa a e a-
po a el agua más ápidamen e.
La imp egnación median e niebla salina (Slea e 1978,
Lau enzi Tabasso 1985, Alonso 1994, Fe ei a 1994)
supone un g ado mayo de ap oximación a la eali-
dad; las mues as se in oducen en una cáma a donde
se gene a una niebla a pa i de una solución de clo-
u o sódico, no malmen e al 5%, en de e minadas
condiciones especí icas.
La du ación de la ase de imp egnación no a ec a a los
esul ados ela i os (P ice 1978). Se ha p opues o
(Ma schne 1978) que es a ase du e más de cinco ho-
as, conside ándose de la mayo impo ancia el alo de
la empe a u a en los p ime os ins an es de la inme sión.
La ase de secado se ealiza a 65º o 105ºC. Con 65ºC
exis e el p oblema de que aumen a el iempo necesa io
pa a log a un secado comple o y es di ícil consegui
que la du ación del ciclo sea igual o in e io a un día;
po o a pa e, cuando se es udian mues as con a a-
mien os o gánicos, la adopción de empe a u as ele a-
das puede deg ada los. Es posible acele a el p oceso
u ilizando acío. Consegui una eliminación o al del
agua de la mues a es p imo dial, ya que a ec a a los e-
sul ados ela i os. La ase de secado incluye en iamien-
o en desecado an es de abo da el siguien e ciclo.
En caso de que el ensayo se use pa a e alua a a-
mien os es necesa io de ini pe ec amen e la o ma
de aplicación del mismo, así como decidi si se im-
p egnan odas o algunas ca as. El a amien o u ilizado
no alcanza gene almen e el co azón de la p obe a,
po lo que se c ea una in e ase en e la pied a a a-
da y la no a ada que es la zona más suscep ible de
al e aciones, y que puede se causa del desp endi-
mien o en placas de la pa e supe icial.
P ice (1981) p opone un ensayo especí ico pa a
mues as a adas: sa u a las p obe as p e iamen e
con una sal soluble y a con inuación aplica los a a-
mien os; pos e io men e las some e a a mós e as con
humedades ela i as po encima y po debajo de la
de equilib io de es a sal. De es a o ma, se p oduce
sucesi amen e la solubilización y la c is alización.
A nold (1975) ambién p opone un ensayo pa a
mues as a adas. Se aplica el a amien o a la mi ad
de la p obe a, de o ma p ismá ica, y la o a mi ad se
ecub e con una lámina de plás ico pa a impe meabi-
liza la. Se sume ge po su base en la solución de la
sal, que asciende po capila idad, e apo ándose el
agua a a és de la zona a ada.
Ensayo p opues o
La sal u ilizada es el sul a o sódico anhid o, en una
concen ación del 10 % (p/p). En el caso de ma e ia-
les some idos a ambien e ma ino puede sus i ui se
po clo u o sódico en la misma concen ación.
Pueden ealiza se dos ipos de ensayo, según cómo
se lle e a cabo la imp egnación de las p obe as con la
solución salina.
Fig. 3
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a) Imp egnación con la solución po capila idad
Es e caso se aplica a p obe as no a adas o a adas
po una sola ca a. Las cua o ca as pe pendicula es a
la ca a a ada se en uel en en polie ileno, pa a im-
pedi la e apo ación de la solución po ellas y conse-
gui que enga luga sólo po la ca a a ada.
El ensayo consis e en coloca las p obe as en con ac o
con la solución po la ca a opues a a la a ada, su-
me giendo las p obe as ap oximadamen e 10 milíme-
os y man eniendo cons an e el ni el de la solución.
Se ealiza a empe a u a ambien e. En es e ensayo ie-
nen luga simul áneamen e la abso ción de solución
po la ca a in e io y el secado po la ca a supe io .
A in e alos de iempo egula es, po ejemplo 10 dí-
as, se secan a 65ºC y se pesan.
Al inaliza el ensayo se la an las p obe as con agua,
que se enue a a menudo, du an e 6 días, se secan a
65ºC y se pesan.
b) Imp egnación con la solución po inme sión
Es e caso se ealiza con p obe as no a adas o a a-
das po odas las ca as. El ensayo es á o mado po
ciclos consis en es en dos ases:
1. Fase de imp egnación de las p obe as po inme -
sión en la solución du an e 24 ho as
2. Fase de secado a 65ºC du an e 22 ho as; en ia-
mien o y pesada has a comple a las 24 ho as
Al inaliza el ensayo se la an las p obe as con agua,
que se enue a a menudo, du an e 6 días, se secan a
65ºC y se pesan.
En ambos casos la du ación del ensayo puede ija se
de an emano o p olonga lo has a que se consiga el
g ado de al e ación deseado.
El con ol de las al e aciones que ayan apa eciendo
se puede ealiza con los siguien es mé odos:
- obse ación isual de las al e aciones mac oscópicas
- a iación de peso de las mues as
- a iación en las p opiedades ísicas: po osidad, po o-
me ía
- a iación de las p opiedades mecánicas: medida di-
ec a de la esis encia mecánica, supe icial o global, o
medida de la elocidad de ul asonidos
- a iación de las p opiedades híd icas pa a el caso de
p obe as hid o ugadas.
En la igu a 3 apa ecen p obe as de pied a de Ca mo-
na du an e la ase de inme sión del sép imo ciclo de
un ensayo, obse ándose la disg egación que se p o-
duce al hid a a se el sul a o sódico en el in e io de
los po os. En la igu a 4 se mues an p obe as de pie-
d a Báco (u ilizada en di e sos edi icios de Guadix)
as 8 ciclos (ensayos ealizados en el Dp o. Análisis,
IAPH). En la igu a 5 se ecogen las cu as de a ia-
ción de peso de p obe as de pied a de Ca mona du-
an e el ensayo, pudiéndose ap ecia las di e encias
en e los dis in os a amien os (Espinosa 2000).
Ensayo e mohig omé ico
Los ensayos e mohig omé icos es udian los e ec os
que las a iaciones de empe a u a y humedad ienen
en los ma e iales pé eos.
Las condiciones de humedad se pueden log a unda-
men almen e de es o mas:
Po exposición a una a mós e a con humedad ela i a
ele ada (ce ca de la sa u ación) lo cual se consigue
no malmen e u ilizando una cáma a climá ica (Vi a
1979, De Cas o 1980, Tiano 1985, Tucci 1985, Alonso
1992, Fe ei a 1994, Kuma 1995, Pombo 1997).
Po inme sión en agua no malmen e a empe a u a
ambien e (Rossi-Mana esi 1976, Topal 1995, Rossi-
Do ia 1994, Galán 1994, Lukaszewicz 1995, Alessan-
d ini 1996, Espinosa 2000, Villegas 2000), aunque
ambién a empe a u a ele ada (Salem 1992).
Con niebla (Ta alon 1975, Aldi 1995), man eniendo
las p oximidades de la mues a y és a misma a una
empe a u a in e io a la del es o del ambien e, pa a
p o oca condensaciones (Slea e 1978).
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
2 4 6 8 10 12 14 16
Sin a a
1
2 4
3
Figu a 5.
Fig. 4

PH
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IDEA
En ocasiones se e ec úan es os ensayos en condiciones
cons an es (Vi a 1979, Ta alon 1975, De Cas o 1980)
con empe a u a y humedad ela i a ele adas pa a
comp oba la acción de climas opicales. Sin emba go,
lo más ecuen e es es ablece ciclos que engan la du-
ación su icien e pa a que la mues a llegue al equilib io
(Valen ini 1988). Es os ensayos, muy poco se e os y
po an o de g an du ación, son aplicables sólo a la
e aluación de a amien os, ya que la g an mayo ía de
los li o ipos p ác icamen e no se al e an en es as con-
diciones. Un ensayo p opues o po P ice (1981) pa a
la e aluación de a amien os consis e en a a las p o-
be as sólo po una ca a y e ec ua ciclos de inme sión
en agua ía y secado en es u a; de es a o ma se puede
de e mina el iesgo de o u a po di e en e compo -
amien o é mico de la pied a y el a amien o.
En algunos casos se ealiza simul áneamen e la ase de
humidi icación, po abso ción capila , y el secado lib e
po la supe icie opues a ( Alcalde 1990, Lukaszewicz
1995).
Ensayo p opues o
Pueden ealiza se dos ipos de ensayo.
a) Humedad-sequedad
El ensayo es á o mado po ciclos consis en es en
dos ases:
1. Fase de humidi icación po inme sión en agua a
empe a u a ambien e du an e 24 ho as
2. Fase de secado a 80ºC du an e 22 ho as; en ia-
mien o y pesada has a comple a 24 ho as
b) Te mohig omé ico
Es a a ian e se ealiza en una cáma a climá ica, en la
que se lle an a cabo ciclos o mados po las siguien-
es ases:
1. Fase de humidi icación: empe a u a 40ºC y HR
p óxima a sa u ación du an e 24 ho as
2. Fase de secado: empe a u a 20ºC y HR p óxima
al 20% du an e 24 ho as
En ambos casos la du ación del ensayo puede ija se
de an emano o p olonga lo has a que se consiga el
g ado de al e ación deseado.
El con ol de las al e aciones que ayan apa eciendo
se puede ealiza con los siguien es mé odos:
- obse ación isual de las al e aciones mac oscópicas
- a iación de peso de las mues as
- obse ación al mic oscopio elec ónico de la mic o isu-
ación y de las ans o maciones su idas po la pelícu-
la de a amien o en el caso de las p obe as a adas
- a iación en las p opiedades ísicas: po osidad, po o-
me ía
- a iación de las p opiedades mecánicas: medida di-
ec a de la esis encia mecánica, supe icial o global, o
medida de la elocidad de ul asonidos
- a iación de las p opiedades híd icas pa a el caso de
p obe as hid o ugadas.
En la igu a 6 se ecogen las cu as de abso ción de
agua po inme sión pa a p obe as de a enisca de
Cons an ina (Se illa) a adas con di e en es p oduc-
os, an es y después de un ensayo e mohig omé ico.
Se puede ap ecia cómo ningún p oduc o cambia su
compo amien o, lo cual es ecuen e dada la sua i-
dad de es e ensayo. Aquí no se p oduje on al e acio-
nes mac oscópicas (Villegas 2000).
Ensayos de adiación UV
Los ensayos de adiación ambién es án o ien ados a
de e mina el e ec o de la adiación UV sob e los ma-
e iales, especialmen e los a amien os de ipo o gá-
nico. La adiación u ilizada es exclusi amen e la ul a-
iole a, con ene gía su icien e pa a al e a sólo
de e minados enlaces químicos p esen es en los com-
pues os o gánicos; los compues os ino gánicos com-
ponen es de las ocas no se en a ec ados po es a
adiación.
En nume osos casos el ensayo consis e sólo en some-
e las mues as a adiación UV du an e pe íodos
p olongados de iempo, oscilando desde pocos días
has a un mes (Alessand ini 1988, Salem 1992, Azzoni
1992, Valle 1985, Aldi 1995, Oli ei a 1996, Alessan-
d ini 1996). En algunas ocasiones se combina el e ec-
o de la adiación con los ciclos e mohig omé icos
(Tucci 1985, De Wi e 1988, Kuma 1995).
Fu lan y Gi a de (1975) ealizan un ensayo combina-
do en el que simulan el in e io y el ex e io de un
edi icio. T a an las p obe as po una ca a, que consi-
de an el “ex e io ”; en la zona ex e io la empe a u-
a se hace a ia en e -35ºC y 60ºC, se pul e iza
agua y se some e a adiación UV, mien as la zona
“in e io ” se man iene a 10÷30ºC y humedad ela i-
a 30÷95%. En es as condiciones e ec úan dos ipos
de ensayo: desplazando la iso e ma 0ºC o man e-
niéndola ija.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
0 25 50 75 100 125 150
Hid . 1
Hid . 2
Cons. 1 Ac il. 1
Cons. 2
Sin a .
Ac il. 2
Figu a 6. Abso ción de agua po inme sión. 1 an es, 2 después del ensayo e mohig omé ico
84
PH
Bole ín 31
IDEA
Ensayo p opues o
El ensayo consis e en some e a las p obe as a adia-
ción UV, de o ma con inua du an e el pe íodo de
iempo p e ijado o has a que se obse e la apa ición
de al e aciones. Dada la sua idad de es e ensayo, no -
malmen e las al e aciones apa ecen a ni el mic oscó-
pico en los a amien os aplicados, y pueden de ec-
a se po la modi icación de las p opiedades debidas a
és os, po ejemplo, el e ec o hid ó ugo.
El con ol de las al e aciones que ayan apa eciendo
se puede ealiza con los siguien es mé odos:
- obse ación al mic oscopio elec ónico de la mic o-
isu ación y de las ans o maciones su idas po la
película de a amien o en el caso de las p obe as
a adas
- a iación en las p opiedades ísicas: po osidad, po o-
me ía
- a iación de las p opiedades mecánicas: medida di-
ec a de la esis encia mecánica, supe icial o global, o
medida de la elocidad de ul asonidos
- a iación de las p opiedades híd icas pa a el caso de
p obe as hid o ugadas.
A aque químico
Es bien conocida la impo ancia de la con aminación
a mos é ica en la al e ación de los ma e iales pé eos,
con e ec os que ienen a suma se a los de los agen es
me eo ológicos, mul iplicando eno memen e la elo-
cidad de de e io o. Los con aminan es más pelig osos
desde es e pun o de is a son gases ácidos capaces
de eacciona con los componen es de la pied a.
Inicialmen e la in es igación se cen ó casi exclusi a-
men e en el anhíd ido sul u oso que, bien en la a -
mós e a, bien sob e la pied a, puede ans o ma se
en ácidos sul u oso o sul ú ico, que eaccionan con el
ca bona o cálcico. Sin emba go, más ecien emen e
se han lle ado a cabo algunas expe iencias en las que
se es udia el e ec o de o os con aminan es (como
los óxidos y ácidos del ni ógeno y o os).
A aque químico con soluciones
Una p ime a ap oximación pa a ep oduci en el labo-
a o io los mecanismos implicados en es as eacciones
consis e en simula el a aque químico con soluciones.
Es as soluciones con ienen en la mayo ía de los casos
ácido sul ú ico en dis in as concen aciones, apa e del
empleo (Ma abelli 1975) del bisul a o amónico pa a si-
mula a aque químico y c is alización de sales simul á-
neamen e, o de o os ácidos pa a ep oduci condicio-
nes muy especí icas de con aminación: clo híd ico
(Salem 1992), ní ico (Cabalo á 1988). El con ac o en-
e la solución ácida y las mues as puede consegui se
po inme sión (Villegas 1984, De Wi e 1992) o capila-
idad (Lukaszewicz 1995). En es os casos se p oduce
un a aque muy ac i o, o mándose una capa supe icial
de sul a o cálcico cuyo espeso a aumen ando a medi-
da que se p olonga el ensayo. Sin conside a el g ado
de se e idad del a aque, es á cla o que los mecanismos
de eacción en ase líquida se án di e en es a los que
ienen luga en ase gaseosa.
Una mayo ap oximación a los mecanismos eales se
consigue con la u ilización de niebla o llu ia ácidas,
no malmen e de ácido sul ú ico (Tucci 1985, Hanee
1988, Mancini 1994, Oli ei a 1996, Ma ínez-Ramí ez
(3) 1996, Alessand ini 1996), en o as ocasiones
acompañado de o os compues os: clo u o sódico
(Aldi 1995), ácido ní ico (Mu phy 1996).
A aque químico con a mós e as con aminadas
E iden emen e, los ensayos en a mós e a con amina-
das es án más p óximos a la ealidad que el a aque
con soluciones. La mayo ía de los ensayos de los que
se ienen e e encias usan a mós e as con aminadas
con anhíd ido sul u oso (Villegas 1993, Ri as (1)
1997), aunque en pocos casos se in oducen o os
con aminan es: ácido luo híd ico (Co és (1,2) 1979),
óxidos de ni ógeno o hid oca bu os (Vale 1982),
amoniaco (Villegas 1985), ácido ní ico (Sikio is 1994)
y a mós e a oxidan e (Ma ínez-Ramí ez (1) 1996, con
óxidos de ni ógeno, ozono y anhíd ido sul u oso)
Fig. 8
SECCIÓN DE PREPARACIÓN DEL AIRE
SECADO PURIFICACIÓN HUMIDIFICACIÓN
RADIACIÓN UV
ADICIÓN
DE NOx
CÁMARA DE
MEZCLA
UNIDAD DE
MUESTREO
Y MEDIDA
CONTROL DE
TEMPERATURA, H.R.
Y CONCENTRAIONES
INTRODUCCIÓN
DE
CONTAMINANTES
Llu ia
CÁMARA
DE
ENSAYOS
ADICIÓN
DE SO2
OTROS
GASES
Figu a 7. Esquema de cáma a de simulación de a mós e as con aminadas
(Adap ación de Vale,1958)
PH
Bole ín 31 85
IDEA
Las concen aciones de anhíd ido sul u oso u ilizadas
oscilan en e pocas pa es po millón has a 10.000, en
unción del g ado de acele ación deseado.
La humedad de las mues as es un ac o decisi o en
los mecanismos y elocidades de al e ación con anhí-
d ido sul u oso. La mayo ía de los ensayos se desa o-
llan a humedades ela i as al as y simulando llu ia con
pul e ización de agua.
En los úl imos años se han desa ollado nume osas
ins alaciones que pe mi en la gene ación de a mós e-
as con aminadas, con olando además odas las a-
iables ambien ales - empe a u a, humedad ela i a,
concen ación de los gases con aminan es - y pe mi-
iendo ambién el empleo de adiación UV y la simu-
lación de llu ia o niebla (con agua o soluciones de dis-
in o ipo). En es e ipo de cáma as es posible simula
la acción de odos los ac o es de al e ación, pudien-
do desa olla se odos los ipos de ensayos an e io -
men e mencionados, an o de o ma sepa ada como
combinados (Webwe 1985, Azzoni 1992, Kozlowski
1992, Lew y 1992, G ossi 1994, Cimi án 1994, Hen-
iksen 1994, El ing 1994, Esbe 1995, Gi a de
1995, Riecken 1995, Ma ínez-Ramí ez (1) 1996). Los
ensayos que se desa ollan en es as ins alaciones son
los que mejo pueden ep oduci las condiciones ea-
les de exposición.
Ensayo p opues o
La ins alación necesa ia pa a lle a a cabo el ensayo
de a aque po a mós e a con aminada esponde bási-
camen e al esquema que se mues a en la igu a 7
(adap ado de Vale 1985).
Una p ime a sección se ía la de p epa ación del ai e,
que se seca, se limpia de impu ezas y se humidi ica
pa a consegui el g ado de humedad eque ido. El
caudal debe con ola se pa a ob ene las concen a-
ciones de con aminan es en el in e io de la cáma a y
la eno ación deseada.
En la sección de in oducción de con aminan es se
adicionan los gases que se u ilicen, egulándose los
caudales pa a consegui las concen aciones ijadas en
el in e io de la cáma a de ensayos. Tan o és os como
el caudal de ai e pueden egula se au omá icamen e
en unción de las concen aciones exis en es en el in-
e io de la cáma a y de los alo es ijados.
El ai e y los con aminan es se in oducen en la cáma-
a de mezcla, de donde la co ien e inal pasa a la cá-
ma a de ensayos.
En la cáma a de ensayos se dispone de un sis ema de
pul e ización que pe mi e la simulación de llu ia o
niebla, con agua o con soluciones de dis in as sales.
Igualmen e exis e una lámpa a UV pa a some e a a-
diación las p obe as.
Po úl imo, una unidad de mues eo y medida hace
posible conoce las concen aciones de los di e sos
con aminan es en el in e io , así como la empe a u a
y la humedad ela i a. U ilizando analizado es en con-
inuo y un sis ema de con ol au omá ico p og ama-
ble es posible man ene las condiciones de consigna
p e ijadas en el in e io de la cáma a, además de eali-
za ciclos con a iaciones en la empe a u a (incluso
po debajo de 0ºC), la humedad ela i a, adiación
UV, llu ia, e c.
El con ol de las al e aciones que ayan apa eciendo
se puede ealiza con los siguien es mé odos:
- obse ación isual de las al e aciones mac oscópicas
- a iación de peso de las mues as
- obse ación al mic oscopio elec ónico de los com-
pues os o mados en las eacciones químicas y de las
ans o maciones su idas po la película de a a-
mien o en el caso de las p obe as a adas
- análisis químico de la can idad de sul a o (u o os
compues os, según el con aminan e u ilizado) que se
o ma en la supe icie
- a iación en las p opiedades ísicas: po osidad, po o-
me ía
Figu a 10. Tipos de pied a
Fig. 9
12
10
8
6
4
2
0
-2
Pue o Espe a Úbeda G anada Alme ía
Inc emen o de peso (g ) % Sul a o
Inc. peso/Con enido sul a o
86
PH
Bole ín 31
- a iación de las p opiedades mecánicas: medida di-
ec a de la esis encia mecánica, supe icial o global, o
medida de la elocidad de ul asonidos
- a iación de las p opiedades híd icas pa a el caso de
p obe as hid o ugadas.
En la igu a 8 se mues a el aspec o de una p obe a
de Alme ía (dolomía) as un ensayo de un mes de
du ación some ida a una a mós e a con 1000 ppm de
anhíd ido sul u oso. En la igu a 9 se obse an al mi-
c oscopio elec ónico de ba ido los c is ales de yeso
o mados en el a aque. En la igu a 10 se ep esen an
la can idad de sul a o o mado en la supe icie pa a
dis in os ipos de pied a. Po úl imo, en la igu a 11 se
compa a la can idad de agua abso bida po capila i-
dad pa a p obe as de pied a de Alme ía a adas con
dis in os p oduc os hid ó ugos an es y después del
ensayo. (Da os omados de Villegas, 1989).
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1,6
1,2
0,8
0,4
0
Sin a a Ac ilsilic Ac ílico
O ganosil.1 O ganosil.2 O ganosil.3 O ganosil.4
Inal e ada Al e ada
Agua abso bida (g/cm3)