La Basílica del Salvador en Santiago de Chile, propuesta de reparación de patalogías de grietas y fisuras en albañilería de ladrillo y aglomerante de cal

LA BASÍLICA DEL SALVADOR EN SANTIAGO DE CHILE: PROPUESTA DE REPARACIÓN DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS EN ALBAÑILERÍA DE LADRILLO Y AGLOMERANTE DE CAL. MÁSTER UNIVERSITARIO EN GESTIÓN INTEGRAL DE LA EDIFICACIÓN TRABAJO DE FIN DE MASTER CURSO 2014-2015. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE EDIFICACIÓN. MANUEL DOMINGO CORREA BAERISWYL TUTOR: DR. JUAN JESÚS MARTÍN DEL RÍO. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 1 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. LA BASÍLICA DEL SALVADOR EN SANTIAGO DE CHILE: PROPUESTA DE REPARACIÓN DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS EN ALBAÑILERÍA DE LADRILLO Y AGLOMERANTE DE CAL. Trabajo de Fin de Máster para optar al Título de Master Universitario en Gestión Integral de la Edificación por Manuel Domingo Correa Baeriswyl siendo tutor: DR. Juan Jesús Martín del Río. DR. Juan Jesús Marín del Río. Manuel Domingo Correa Baeriswyl La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 2 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. RESUMEN La Basílica del Salvador forma parte del patrimonio arquitectónico de la ciudad de Santiago de Chile, el cual es afectado en gran medida por los sismos de los años 1985 y 2010 que generan graves daños a la edificación patrimonial. El presente trabajo de fin de máster busca generar una propuesta de reparación mediante un mortero dosificado de cal para la solución de patologías de grietas y fisuras en los muros de albañilería de ladrillos y aglomerante de cal presentes en la Basílica del Salvador. PALABRAS CLAVES CAL, LADRILLO, GRIETAS, FISURAS, DIAGNÓTICO, CARACTERIZACIÓN, DOSIFICACIÓN, PROPUESTA, REPARACIÓN, BASÍLICA DEL SALVADOR. ABSTRACT The Basilica of Salvador is part of the architectural heritage of the city of Santiago de Chile, which is greatly affected by the earthquakes of 1985 and 2010 generated serious damage to the heritage building. This final project work generates a proposal repair by a mortar of lime dosed to solve pathologies of cracks and fissures in the masonry of brick and lime binder present in the Basilica of Salvador. KEYWORDS LIME, BRICK CRACKS, FISSURES, DIAGNOSIS, CHARACTERIZATION, DOSAGE, PROPOSAL, REPAIR, BASILICA OF SALVADOR La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 3 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. ÍNDICE I. CONSIDERACIONES PREVIAS 1. INTRODUCCIÓN. 5 1.1. LA BASILICA DEL SALVADOR. 6 1.2. HISTORIA DE LA CAL. 12 1.3. LA CAL. 16 1.4. CRITERIOS DE RESTAURACIÓN E INTERVENCIÓN. 20 1.5. RESUMEN INTRODUCCIÓN. 24 2. ESTADO DEL ARTE. 28 3. OBJETIVOS. 31 4. METODOLOGÍA . 32 4.1. RESUMEN METODOLOGÍA. 34 II. DESARROLLO DEL TRABAJO 5. DIAGNÓSTICO DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS. 35 5.1. CLASIFICACIÓN DE GRIETAS Y FISURAS EN ALBAÑILERÍA. 35 5.2. GRIETAS Y FISURAS EN LA BASILICA DEL SALVADOR. 47 5.3. RESUMEN DIAGNÓSTICO DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS. 49 6. CARACTERIZACIÓN. 50 6.1. CARACTERIZACIÓN DE LA CAL. 53 6.2. PROCEDIMIENTO GENERAL DE CARACTERIZACIÓN. 53 6.3. CARACTERIZACIÓN EN ALBAÑILERÍA. 63 6.4. RESUMEN DE CARACTERIZACIÓN. 65 La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 4 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 7. DOSIFICACIÓN. 66 7.1. CAL. 68 7.2. ÁRIDOS. 70 7.3. PROPUESTA DE DOSIFICACIÓN. 71 7.4. RESUMEN DOSIFICACIÓN. 76 8. PROPUESTA DE REPARACIÓN. 79 8.1. PROPUESTA DE REPARACIÓN GENERAL . 79 8.2. RESUMEN DE PROPUESTA DE REPARACIÓN. 88 9. CONCLUSIÓN. 90 10. FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACIÓN. 93 11. BIBLIOGRAFÍA. 94 12. ANEXO 101 La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 5 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. I. CONSIDERACIONES PREVIAS. 1. INTRODUCCIÓN. El presente trabajo de investigación tiene como objeto de estudio la solución de patologías de grietas y fisuras en los muros de albañilería que afectan la integridad estructural de la Basílica del Salvador mediante una propuesta de reparación. Una propuesta de reparación, relaciona un análisis sobre las patologías de grietas y fisuras referentes a su comprensión, diagnóstico, caracterización del material de la cal en conjunto con albañilería de ladrillos y posteriormente el desarrollo de una dosificación de un mortero reparador que cumpla con las propiedades exigidas por los requerimientos existentes de los muros. Para ello, es fundamental conocer el edificio y materiales que lo componen desde una mirada histórica como también técnica. La Basílica del Salvador, es sin lugar a dudas, una edificación símbolo de la destrucción del sismo del año 1985 que afecto a la ciudad de Santiago de Chile y que inutilizó la edificación produciendo su estado de abandono. Las edificaciones con carácter patrimonial y en estado de deterioro, deben ser estudiadas de forma específica, de esta forma, generar una intervención idónea y lograr una reparación adecuada que no afecte posteriormente a la edificación. Será fundamental estudiar y comprender el origen de las patologías que la afectan, junto con el estudio de las características y propiedades de los materiales existentes que en numerosos casos es único. Los materiales nuevos a utilizar en una reparación patrimonial deben comportase de forma homogénea con respecto a los materiales actuales en la edificación de estudio de esta forma evitar problemas futuros de incompatibilidades físicas, químicas y/o mecánicas que puedan causar nuevas patologías. La Basílica del Salvador La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 6 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. forma parte de la ciudad de Santiago y de la identidad de la ciudad, todos los esfuerzos económicos y sociales de las generaciones pasadas por edificar esta obra arquitectónica patrimonial están hoy en día en riesgo. Proponer un mortero de cal que responda a la recuperación de las resistencias mecánicas perdidas con respecto al material dañado es fundamental para lograr una adecuada reparación. Esta propuesta de reparación, sigue los criterios de restauración particulares para este tipo de estructuras, fundamentado en que cada edificación patrimonial posee factores arquitectónicos y de construcción únicos. 1.1. LA BASÍLICA DEL SALVADOR. La Basílica del Salvador comienza su construcción en obra gruesa bajo el Arzobispado de Don Rafael Valdivieso, en el año 1864. El motivo de su construcción corresponde a que la nueva edificación reemplazará al templo religioso de la Compañía el cual sufre un grave incendio el 8 de Diciembre de 1863 que la destruye por completo. La obra se encomienda al arquitecto alemán Teodoro Burchard y como administrador de la obra el Arzobispo designó al presbítero Ignacio Zuazagoitía. Su ubicación será por el Norte entre las calles Huérfanos y por el Sur en Agustinas, por el poniente (Colegio de Agustinos) actual calle Almirante Barroso y otras propiedades por el Oriente del Arzobispado de Santiago. En 1873 se inician las obras tras difíciles problemas presupuestarios terminando la cubierta en el año 1888 y finalizando la obra gruesa en su totalidad en el año 1892. La obra mide 98 m de largo, 37 m de ancho, una altura interior de 30 m y una superficie total construida de 3626 m². Con la capacidad de albergar a 5000 personas. Su estilo neogótico único en Chile da a la Basílica del Salvador un carácter propio de arquitectura y construcción. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 7 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Fotografía.1: Vista de la fachada Norte de la Basílica del Salvador 1 . Su obra gruesa es de una estructura de albañilería de ladrillo a la vista con argamasa de cal. Los arcos de las bóvedas del cielo son de ladrillo y los arcos cruceros son de madera. El cielo de listones y yeso forman las curvas de las bóvedas. La cubierta es de hierro galvanizado 2 . Esto se contrapone de acuerdo a lo descrito en el proyecto de refuerzo estructural actual 3 . En donde existe una contradicción de los materiales presentes en la cubierta. Si bien no tiene una mayor importancia en el análisis que contempla los muros de albañilería de ladrillo y cal. No solo se puede simplemente realizar una caracterización de un material por los datos históricos. La comprobación química, física y mecánica es fundamental de analizar en laboratorio y así determinar que se trabajará con el material adecuado que caracterice a la estructura. Para un análisis histórico, estructural y cronológico, podemos dividir la historia de la Basílica del Salvador de acuerdo a su relación con los acontecimientos sísmicos más importantes que afectaron a su estructura: 1 Fotografía del autor 2009, Santiago de Chile. 2 Laborde, Miguel. 1987, “Templos Históricos de Santiago”, Ed. el Mercurio, Santiago. 3 Bozzi, D & Prado, F. 2013, “Obras en la Basílica del Salvador”, Versión on-line ISSN 0717-6996 ARQ Santiago no. 88, Scielo, Universidad Católica de Chile, fecha de vista Diciembre 2014, <http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0717-69962014000300003&script=sci_arttext>. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 8 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015.  Primer evento sísmico del año 1906: Tras este primer sismo que afecta a su estructura, se realizó una mejora estructural con amarras de perfiles metálicos anclados en el coronamiento de los muros. Esta intervención se ejecutó con el fin de mejorar las condiciones estructurales de los muros de las naves laterales para prevenir daños por un sismo futuro de mayor intensidad. La ornamentación y las decoraciones interiores finalizan en 1920. Varios artistas de renombre chilenos figuran en los trabajos como: Aristódemo Lattanzi, Virginio Arias y Onofre Jarpa. Se puede destacar además las vidrieras del taller Meyer encargados a Múnich en Alemania y de origen Belgas. En este período de tiempo comienza un evento social importante para la edificación religiosa con la peregrinación de soldados sobrevivientes de la Guerra del Pacífico convirtiendo el templo en un punto de oración importante para la sociedad del aquel entonces.  Segundo evento sísmico del año 1927: La edificación sufre daños estructurales y se destruyen varias vidrieras de origen belgas-alemanas de un valor muy significativo, los arquitectos Smith Solar y Smith Miller modifican la fachada y dirigen las obras de reparación. En 1930, la Basílica del Salvador es considerada el punto de peregrinación y procesión de la Virgen del Carmen patrona de Chile. Posicionándose como un lugar de reunión y encuentro religioso para la ciudad. En 1938 se produce un hito fundamental en historia de la edificación ya que es nombrada Basílica por orden del Papa Pío XI. La Basílica del Salvador es declarada Monumento Histórico por el Decreto Nº 933 el (24 de Noviembre del año 1977) 4 . 4 MOP. 2009, Ministerio de obras públicas, Ficha número 97, Registro Monumentos Nacionales Departamento de Arquitectura, Archivo, Santiago. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 15 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Roma: Los romanos transformaron el mortero de cal de los griegos en un aglomerante resistente para construir sus colosales obras de ingeniería. Esta argamasa romana se forma con cal y al ser mezclada con ceniza volcánica (técnica utilizada por los griegos) como adición, o en otras palabras, se agregó puzolana la cual era muy abundante en la península Itálica y entregaba propiedades al mortero romano muy superiores a cualquier otra argamasa de cal creada anteriormente. Un claro ejemplo de la técnica de mampostería de argamasa de cal romana fue la empleada para hacer sus obras hidráulicas 14 . El legado constructivo que dejaron los romanos también se puede apreciar con el libro VIII De Architectura de Vitrubio. El cual describe la mezcla de los materiales y la proporción de una unidad de cal por tres de arena o dos por cinco, según la calidad de la arena. El libro De Aqueductu Urbis Roma de Frontino es otro escrito importante que detalla el estilo de la construcción romana y su relación con la cal. Con el fin de los romanos, termina la era dorada de la argamasa de cal de la época antigua, ya que decae por las invasiones bárbaras provenientes de Asia y la técnica es olvidada pero protegida en los escritos monásticos. Los morteros medievales son de una calidad mala y poco homogénea dejando en claro que solo en el Renacimiento se logra mejorar su calidad de producción y es en esta etapa de la historia, cuando la argamasa de cal recobra su calidad y su origen fue en la Italia renacentista. La cal en el siglo XVI comienza a ser utilizada como elemento estructural volviendo a imitar la mezcla Romana generando una revolución en las obras, se logra mayor complejidad en los proyectos y alturas nunca antes presenciadas por el hombre. 14 Irujo, MAM 2004, “De hidráulica romana: el abastecimiento de agua a la ciudad romana de Andelos”, Trabajos de arqueología número 17, Navarra. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 16 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Sólo en el siglo XVIII nace el aglomerante hidráulico, o sea un mortero en base a cal capaz de reaccionar químicamente con agua, este comúnmente se denominó cal hidráulica. Su estudio fue desarrollado en el año 1756 por Smeaton encargado de construir el faro de Eddyston Plymouth. Posteriormente Vicat en el año 1812, relaciona los índices de hidraulicidad controlando la calidad de la cal hidráulica pero en el año 1824, Joseph Aspdin desarrolla el cemento Pórtland y se reemplaza a la cal como aglomerante estructural. 1.3. LA CAL. Se analizará la cal de forma introductoria al trabajo de investigación para comprender el material en estudio, debido a sus propiedades que posee y características como material de construcción, el cual hoy en día no se utiliza mayormente como un aglomerante estructural en la obras de edificación. Según (Fernández ,2014) 15 el mortero de cal posee un pH básico observando buenas resistencias mecánicas en períodos de tiempos prolongados, ausencias de retracción, buena plasticidad, trabajabilidad, gran permeabilidad al vapor de agua, buena resistencia a la penetración del agua de lluvia, buen aislamiento acústico y térmico, ausencia de eflorescencias, producto desinfectante y fungicida natural. Cano et al. (2000), explica la clasificación de la cal, la cual se denomina como dos productos diferentes: Cal viva y cal apagada o hidratada.  Cal viva: La cal viva procede de la calcinación de piedra caliza y se compone de óxido de cálceo (CaO). Los procesos industriales para la producción de la cal viva comienzan en grandes hornos los cuales se somete a la piedra caliza a 15 Fernández Aller, R. 2014, “Estructura de la producción de cal en España” en Alejandre Sánchez, F, et al. La cal: investigación patrimonio y restauración, Sevilla: Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 17 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. temperaturas de alrededor de los 900ºC 16 o 1050ºC 17 como mínimo para que ocurra la reacción química y a temperaturas de 1100ºC para que el núcleo de la piedra caliza pura logre reaccionar, la cal hidráulica reacciona alrededor de los 1200 ºC. Esta reacción química libera el dióxido de carbono con las moléculas de cal, convirtiéndose así en cal viva (CaO). La cal viva al momento de agregar agua reacciona químicamente liberando una gran cantidad de energía calórica, la reacción química exotérmica genera un aumento de temperatura que puede llegar hasta 400ºC. Este proceso se conoce como proceso de hidratación y su ecuación química es: CaO + H₂O = Ca (OH)₂ + calor  Cal apagada: La cal apagada o hidratada es el resultado de agregar agua a la cal viva para hidratar el óxido que forma hidróxido cálcico, Ca(OH)₂. El hidróxido de calcio producido es capaz de captar el CO₂ del aire, acción conocida como carbonatación, proceso fundamental para que adquiera resistencias mecánicas. La reacción química es acompañada con un aumento de la temperatura de acuerdo a la siguiente ecuación: Ca(OH)2 + CO2 + tiempo = CaCO3 + H2O De esta forma, el carbonato de calcio vuelve a adquirir las propiedades mecánicas que poseía originalmente en su estado natural o sea en roca. El proceso de carbonatación es vital para que la pasta de cal adquiera resistencias mecánicas y propiedades de durabilidad en los morteros de cal. La absorción de CO2 es un factor importante para considerar a la cal como un 16 Arandigoyen, M & Álvarez, J,I. 2006, “Materiales de construcción volumen 56 número 281”, Ed. CSIC, Madrid. 17 Cano Guillén J, Garzón Garzón, E & Marín Valiño, B. 2000, “La Cal Como Aglomerante”, Ed. Servicio de Publicaciones, Universidad de Almería, Almería. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 18 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. producto que favorece a la reducción de estas emisiones las cuales produce efecto invernadero. El parámetro de carbonatación puede ser medido independientemente del proceso de secado, se estima que la relación entre el proceso de carbonatación y la variable agua/cal está relacionada con la microestructura de la cal en sí, pero no tiene relación con las propiedades resistentes. La cal tiene porosidad en su microestructura y cuando comienza el proceso de carbonatación comienza otro proceso denominado Fick o Knudsen 18 , cuya definición es: “El agua no es retenida por capilaridad sino por adsorción sobre la superficie. El proceso de secado no retrasa la carbonatación en las pastas de cal”. De acuerdo a (Álvarez, J, I et al. 2006). El agua sólo actúa en la cal hidratándola pero no toda esta agua va a hidratar, el Fick sirve como un factor de trabajabilidad en la cal y el agua se evaporará de la superficie de la microestructura. Por esta razón la cal apagada en contacto con el agua genera una pasta homogénea que favorece únicamente a la trabajabilidad para ser aplicada. Solo podrá influir de forma negativa en la captación de CO₂ sobre el hidróxido de cálceo si este último se encuentra completamente saturado de agua evitando así la incorporación de CO₂.  Cal hidráulica Cal compuesta principalmente de silicatos cálcicos, aluminatos cálcicos e hidróxido cálcico. Es un producto de la calcinación de calizas con índices arcillosos. El compuesto se hidrata, tritura y/o mezcla con hidróxido cálcico. La cal hidráulica, es llamada de esta manera por que reacciona químicamente con el agua y el dióxido de carbono que otorga el endurecimiento y las propiedades mecánicas. La cal hidráulica posee un índice de hidraulicidad (I), el cual es la 18 Alvarez, J, I, & Arandigoyen, M. 2006. “Proceso de carbonatación en pastas de cal con distinta relación agua/conglomerante”. Materiales de construcción, (281), 5-18. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 19 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. proporción entre los porcentajes de arcilla y los porcentajes de carbonato. Estos porcentajes son determinantes en lo que respecta a la calidad del aglomerante y se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula: I = % Arcilla % Carbonato El % de arcilla posee los siguientes compuestos químicos: SiO₂ + Al₂O₃ + Fe₂O₃ El % de carbonato posee los siguientes compuestos químicos: CaO + MgO + Na₂O + K₂O La hidraulicidad se determina en los altos hornos, los cuales a temperaturas muy elevadas varía las proporciones como también la naturaleza de los componentes de la piedra caliza. Estas son las variables que determinan este índice y el grado de la calidad del material para adquirir resistencias mecánicas. Si la cal hidráulica posee mayor cantidad de componentes arcillosos en menor proporción a los carbonatos aumenta el valor del índice y se obtienen cales hidráulicas más fuertes en lo que respecta a las resistencias mecánicas. Si la cal hidráulica posee menor cantidad de componentes arcillosos y mayor proporción de carbonatos, disminuye el índice y bajan las resistencias mecánicas de la cal. Antes de los estudios de Vicat, en las canteras de piedra caliza, se lavaban las arcillas ya que se consideraba un elemento de escoria, lo cual no permitía obtener el índice de hidraulicidad adecuado, ya que tendía a cero y por ende un producto con bajas propiedades a la resistencia mecánicas y muy permeable. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 20 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Se puede realizar una clasificación de acuerdo a los tipos de cal para construcción con respecto a los contenidos de (CaO y MgO) 19 y en el caso de cales con propiedades hidráulicas según su resistencia a la compresión. La norma UNE-EN 459-1; 2011 clasifica la cal de acuerdo a:  Cal de alto contenido en calcio 90 CL 90  Cal de alto contenido en calcio 80 CL 80  Cal de alto contenido en calcio 70 CL 70  Dolomía calcinada 85 DL 85  Dolomía calcinada 80 DL 80  Cal hidráulica 2 HL 2  Cal hidráulica 3,5 HL 3,5  Cal hidráulica 5 HL 5 Los ensayos físicos descritos en la norma UNE- EN 459 -2 para los controles de calidad en los morteros de cal se puede clasificar en: 1.-Resistencia a la compresión. 2.-Finura. 3.-Estabilidad de volumen. 4.-Tiempos de fraguado. 5.-Retención de agua. 6.-Determinación del contenido de aire. 7.-Densidad aparente. 8.-Rendimiento. 9.-Reactividad. 10.-Agua libre. 1.4. CRITERIOS DE RESTAURACIÓN E INTERVENCIÓN. Para generar un procedimiento técnico de trabajo al problema de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador. En primera instancia, se debe comprender el significado de restaurar un edificio con carácter patrimonial, el cual se analizará de forma introductoria. 19 Cano, op.cit, 2000. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 21 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. El concepto de intervención del patrimonio arquitectónico histórico tiene su origen en las Directrices llamadas Cartas Internacionales o Cartas de Restauro en el año 1883 por Camilo Boito de cumplimiento necesario para un monumento y su conservación 20 . En el año 1931 la Sociedad de la Naciones aprueba en la conferencia de Atenas criterios similares a las Cartas de Restauro. Aceptándolas y utilizándolas como base de los criterios de restauración. Posteriormente en el año 1933, el Comité Internacional de Arquitectura Moderna elabora un documento o carta con solo 6 puntos de restauración de 95 tratados. Washington en su tratado en el año 1935 firma lo que se denomina Tratados de Salvaguardia del Patrimonio en el caso de un conflicto bélico. En el año 1964, la carta de Venecia se inspira en la carta de Atenas. Esto genera un consenso en aplicar técnicas modernas siempre y cuando las tradicionales sean inadecuadas y por homologación científica. En el año 1972, el Ministerio de Instrucción Pública de Italia aplica los criterios de restauración a todo edificio patrimonial a intervenir. Siendo de carácter obligatorio la documentación e investigación científica de la edificación en cuestión. En el año 1975, se crea la carta Europea del Patrimonio Arquitectónico y es adoptada en Europa. UNESCO crea con carácter universal el concepto de “Patrimonio de la Humanidad” para salvaguardar el patrimonio Histórico. Los criterios de restauración de la UNESCO se inspiran en Las Cartas de Restauro y son de carácter internacional. En Europa la Comunidad Europea aprueba el proyecto EUREKA para la conservación y mantención del patrimonio histórico europeo. En el año 1985, España crea la Ley de 25 de junio de 1985 sobre el Patrimonio Histórico Español y en el año 1987 se incorpora al proyecto EUROCARE gracias al Instituto de Conservación y Restauración de Bienes Culturales. El Centro Para El Desarrollo Tecnológico Industrial facilita la financiación para proyectos de intervención en edificios históricos. 20 Coscollano Rodríguez, J. 2003, “Restauración y Rehabilitación de Edificios”, Ed. Thomson paraninfo, Madrid. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 22 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Las Comunidades Autonómicas crean diversas iniciativas para salvaguardar el patrimonio histórico arquitectónico regional complementando las reglamentaciones españolas. Como la Ley del Patrimonio Histórico de Andalucía. Para el caso de la Basílica del Salvador y en ausencia de una normativa eficaz de restauración y de correcta aplicación en el caso de Chile. Debemos seguir los criterios generales recomendados por UNESCO y un procedimiento particular de acuerdo a Las Cartas de Restauro que son la base para intervenir un edificio patrimonial y aceptado ampliamente: “Recomendación sobre la conservación de los bienes culturales que la ejecución de obras públicas o privadas pueda poner en peligro”. 21 Los siguientes criterios son generales y extraídos de la recomendación de UNESCO:  La conservación debe extenderse en todo el territorio.  Se debe realizar un inventario completo de las obras de carácter cultural patrimonial.  Se debe tener en cuenta la importancia relativa de los bienes culturales de que se trate al determinar las medidas necesarias. Para salvar los bienes culturales cuando la zona en que están situados haya de ser transformada para la ejecución de obras públicas o privadas y cuando tales bienes o parte de ellos hayan de ser conservados y trasladados.  Las disposiciones preventivas y correctivas deberían tener por finalidad proteger o salvar. 21 UNESCO. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 23 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015.  Los Estados Miembros deberían dar prioridad a las medidas necesarias para la conservación in situ de los bienes culturales que corran peligro como consecuencia de obras públicas o privadas, para mantener así la continuidad y las vinculaciones históricas de tales bienes.  Los resultados de los estudios de interés científico o histórico que se hayan realizado en relación con trabajos destinados a salvar bienes culturales, en especial cuando todos o gran parte de los bienes culturales inmuebles hayan sido abandonados o destruidos, deberían publicarse o ponerse de algún otro modo a disposición de los investigadores futuros.  Los Estados Miembros deberían prever la consignación de los fondos necesarios para conservar o salvar los bienes culturales que la ejecución de obras públicas o privadas y abandono que pueda poner en peligro.  Cuando los costos fuesen excepcionalmente elevados, por la magnitud y la complejidad de los trabajos necesarios, debería haber posibilidades de obtener fondos suplementarios en virtud de leyes adecuadas, mediante subvenciones especiales, con un fondo nacional pro monumentos u otros medios apropiados. Los servicios encargados de la protección de los bienes culturales deberían estar facultados para administrar o utilizar los créditos extra-presupuestarios necesarios para conservar o salvar los bienes culturales puestos en peligro por la realización de obras públicas o privadas y por abandono. De acuerdo a (Coscollano, 2003). Las Cartas de Restauro son ampliamente adoptadas por especialistas como Gaetano Miarelo - Mariani y resumidas en 5 puntos fundamentales: 1.-Intervención mínima. 2.-Respetar la autenticidad. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 24 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 3.-Diferenciar lo existente y lo restaurado. 4.-Rechazar reglas generales, asumiendo la individualidad de cada restauración. 5.-Limitar las intervenciones a casos de verdadera necesidad. Estos conceptos se deben aplicar de acuerdo a una metodología de trabajo referente a utilizar un mortero de cal y en un edificio a intervenir como es el caso de la Basílica del Salvador. 1.5. RESUMEN INTRODUCCIÓN. A modo de síntesis se resume el desarrollo de la introducción: Historia de la Basílica del Salvador: Tabla 1: Resumen cronológico de la Basílica del Salvador. Ed. Autor. Hito Año Descripción Incendio de la Iglesia de la Compañía 1863 Se requiere reemplazar el templo Encargo de construcción 1864 Inicio de obra gruesa y problemas presupuestario Reinicio de los trabajos 1873 Problemas económicos Se termina en parte la obra gruesa 1888 Se termina la cubierta Fin de obra gruesa 1892 Concluyen los trabajos de la estructura Sismo 1906 Refuerzo con amarras metálicas en el coronamiento Termino de ornamentación 1920 Destacan obras de artistas chilenos y extrangeros Papa Pío XI 1938 Se eleva el templo al rango de Basílica Monumento Nacional 1977 Se protege bajo las normativas de patrimonio historico arquitectónico Terremoto 2010 Se destruyen los sostenimientos fundamentales y peligra la estabilidad estructural Encargo de refuerzo estructural 2014 Se encarga un refuerzo estructural anti-sísmico sin integrar un plan general de restauración Destrucción leve de la estructura y ornamentación. Se encarga reparación y construcción de la fachada norte 1927 Sismo Se destruye en un alto grado la estructura y ornamentación. Se refuerza de forma provisoria la estructura y pasa al olvido la edificación 1985 Terremoto La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 31 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 3. OBJETIVOS  Objetivo General: 1.- Proponer una reparación para solucionar las patologías de grietas y fisuras en albañilería de ladrillo y aglomerante de cal presentes en la Basílica del Salvador en Santiago de Chile.  Objetivos Específicos: 1.- Investigar el estado actual de la Basílica del Salvador. 2.- Realizar un diagnóstico de las patologías de grietas y fisuras. 3.- Realizar un estudio de las propiedades y características de la albañilería de ladrillo y aglomerante de cal por medio de una caracterización de los materiales. 4.- Proponer un mortero reparador dosificado para la solución de las patologías de grietas y fisuras. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 32 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 4. METODOLOGÍA La metodología empleada para desarrollar la presente investigación se dividió en fases de trabajo, con el propósito de cumplir con el objetivo general y objetivos específicos propuestos: a) La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: En este primer análisis se realizó un estudio histórico bibliográfico sobre el estado actual de la edificación y la cal junto con la investigación de sus características y propiedades principales. Además, se considera que desde un punto de vista metodológico, es fundamental estudiar e integrar los criterios de restauración básicos y de forma introductoria para así desarrollar una propuesta de reparación adecuada a una obra con características patrimoniales. b) Diagnóstico de patologías de grietas y fisuras: Se estudiarán las patologías de grietas y fisuras producidas en la edificación, identificando las diferentes clases y su origen en la Basílica. Este estudio se complementará con un apoyo fotográfico observando la tipología de daño que afecta a los muros de albañilería por consecuencias de estas patologías. c) Caracterización de albañilería de ladrillo y argamasa de cal: Se analizarán las propiedades y características de la albañilería de ladrillo de argamasa de cal de acuerdo a trabajos experimentales de caracterizaciones efectuadas en la Basílica del Salvador. La investigación de caracterización se complementará por medio de una recopilación bibliográfica teórica de ensayos y referencias de trabajos experimentales. El procedimiento de caracterización corresponde a la metodología utilizada en el Templo de la Catedral de Pamplona por a Alvarez, J.I, et al. (1997), que entrega un procedimiento general para caracterización en edificios patrimoniales de morteros de cal. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 33 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Además se observan otras sugerencias de caracterización en morteros de cal para ser utilizados como mortero reparador de acuerdo a (Espinosa, 2014). Siendo este método solamente utilizado para complementar la caracterización general. d) Dosificación: La dosificación del mortero reparador se realizará por medio del estudio de caracterización de los muros de albañilería de ladrillo y argamasa de cal, determinando los materiales más idóneos para generar una correcta propuesta para la solución de patologías de grietas y fisuras. La fusión del mortero reparador y los muros de cal de la Basílica del Salvador deberá generar un comportamiento homólogo entre ambos materiales. Así, realizar una reparación adecuada que no produzca problemas físico, químicos y/o mecánicos. La discriminación y propuesta de materiales constituyentes en la respectiva dosificación se realizará mediante la investigación bibliográfica de ensayos caracterizados de acuerdo a la metodología empleada por (Luxán, M, P. Et al, 2004), que define criterios para utilizar un mortero de cal sobre un elemento patrimonial y las recomendaciones necesarias para su correcto empleo. e) Propuesta de reparación La metodología general a utilizar para la propuesta de reparación será de acuerdo a los trabajos efectuados por (Núñez, 2014), el cual sugiere un procedimiento completo para intervenir una obra patrimonial desde su fase preliminar hasta el seguimiento final de lo intervenido. Se escoge este tipo de metodología porque comprende el mantenimiento del edificio a intervenir y luego de que la intervención es producida, se propone la prevención de patologías que lo afectan y que producen su intervención. Se desarrollará una propuesta de reparación específica, la cual solucione las patologías de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador siguiendo la metodología y procedimientos elaborado por (Moreno, 2009). La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 34 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 4.1. RESUMEN DE METODOLOGÍA Diagrama 2: Representación esquemática de la metodología de investigación. Ed. Autor. Metodología de Investigación Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras La Basílica del Salvador Diagnóstico de patologías de grietas y fisuras Origen Historia y propiedades de la cal Historia del edificio Criterios de Restauración Clases Identificación fotográfica Caracterización de albañilería de ladrillo y argamasa de cal Procedimiento General de caracterización utilizado en la Catedral de Pamplona Ensayos en la Basílica del Salvador Recopilación Bibliográfica de Ensayos Dosificación Propuesta de reparación Propuesta de reparación general. Propuesta de reparación específica. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 35 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. II. DESARROLLO DEL TRABAJO. 5. DIAGNÓSTICO DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS. Se debe comprender la tipología de grietas y fisuras para generar una correcta solución en los muros de albañilería. Lo cual, se debe determinar, el origen de la patología, clasificación y análisis para su posterior solución. 5.1. CLASIFICACIÓN DE GRIETAS Y FISURAS EN ALBAÑILERÍA. Las grietas en la albañilería de la Basílica del Salvador se pueden clasificar en dos grupos, grietas de carácter estructural y fisuras sin un compromiso estructural: 1.- Grietas estructurales: Las grietas de carácter estructural son aquellas ocasionadas principalmente por los sismos del año 1985 y 2010. Los cuales destruyeron parte de la estructura y por ende debilitaron el sostenimiento de la estructura de ladrillo y mortero de cal. La estructura no estaba correctamente diseñada para soportar las solicitaciones sísmicas produciendo grietas de carácter grave que dejan en peligro la estabilidad en la edificación. Las grietas de carácter estructural se pueden sub-clasificar de acuerdo a su origen por (Flores, 1993):  Grietas originadas por fallas del esfuerzo de corte: Se dividen en dos tipos: La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 36 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015.  Grietas de corte en sentido diagonal: Se originan por la acción del esfuerzo de corte producto de la fuerza sísmica, agrietando comúnmente las dos diagonales de la superficie rectangular o diagonalmente un cierto elemento. La resistencia del material no es capaz de soportar la magnitud de la fuerza aplicada. Fotografía 7: Ejemplo de un muro de albañilería fisurado por corte en sentido diagonal. Después de una solicitación sísmica en el año 1985 36 .  Grietas de corte en sentido horizontal y vertical: Se presentan por la acción del esfuerzo de corte, y se producen por bajas propiedades de adherencia entre el mortero y los bloques de ladrillo. Fotografía 8: Ejemplo de un muro de albañilería fisurado por corte en sentido horizontal y vertical. Después de una solicitación sísmica en el año 1985 37 36 37 Flores, op.cit, 1993. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 37 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015.  Grietas originadas por fallas debido a flexión: Cuando se producen fallas en la albañilería debido a flexión es favorable con respecto a las fallas de tipo corte, dentro del daño estructural. Debido a que no afecta la resistencia del elemento a las cargas horizontales. Pero cuando la capacidad del elemento que falló por flexión tiene deficiencias importantes a soportar la compresión, lo más probable es que dicho elemento colapse.  Grietas por aplastamiento: Generalmente se producen en los encuentros de los muros. La albañilería se pulveriza en los refuerzos. Independientemente del origen de la grieta, los tipos de daños referentes al comportamiento de una grieta estructural se pueden clasificar en: 1. Grietas pasantes: Las grietas pasantes influyen notablemente en la estructura haciendo colapsar parte de esta ya que cortan el elemento por completo. 2. Grietas no pasantes: Las grietas no pasantes no cortan el elemento en su totalidad. Con respecto a la Basílica del Salvador el daño producido por las grietas de tipo estructural es de una gran magnitud. La categoría de albañilería de la Basílica del Salvador, pertenece a una albañilería reforzada con amarras metálicas antiguas y que difiere en todos los aspectos a la albañilería de ladrillo cerámico y refuerzo de hormigón tradicional. El problema radica en que los refuerzos metálicos fueron ejecutados sin una normativa adecuada y sin suficientes conocimientos sísmicos, claro está, con la tecnología disponible de La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 38 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. la época. Esto contribuyó en forma negativa a que se originaran los problemas estructurales sísmicos actuales. El tipo de daño más frecuente en el sismo de 1985 y 2010 en Santiago fue el originado por:  Fallas de esfuerzo de corte con presencias de grietas pasantes y no pasantes. Con respecto a los daños en la ciudad de Santiago. Los edificios de ladrillo cerámico con alturas superiores a los 2 pisos fueron afectados. Las estructuras de 1 o 2 pisos no se vieron afectadas. La Basílica del Salvador presentó fallas más graves en los puntos más altos de la estructura, siguiendo la tendencia de que a mayor altura de la edificación, menor es la resistencia al esfuerzo de corte cuando estamos en presencia de una albañilería. Pero el daño se incrementó en la Basílica debido a un inadecuado refuerzo metálico o sea prácticamente albañilería sin confinar, la cual tiene bajas propiedades para soportar la energía sísmica. La albañilería de la Basílica del Salvador falló a la solicitación sísmica por las causas siguientes:  Sobre las unidades de ladrillo es difícil precisar si existió una falla estructural por falta de propiedades resistentes en los bloques de ladrillo cuando estos fueron sometidos al esfuerzo sísmico.  Existe evidencia de que las grietas siguen una trayectoria de la llaga y tendel en las hiladas, o sea, problemas de adherencia entre mortero y ladrillo.  Un diseño de albañilería sin confinar y con refuerzos metálicos inadecuados. En otras palabras, una albañilería sin refuerzo.  El sentido del sismo fue lo más desfavorable para el diseño de la estructura. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 39 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Figura 1: Planta de la Basílica del Salvador y sentido real del sismo del año 1985 38 . De acuerdo a la figura 1, se ilustra la flecha roja, el sentido desfavorable de la carga sísmica en que la estructura recibió las ondas. El epicentro del sismo del 3 de marzo de 1985 fue en la costa de la ciudad de San Antonio, las ondas viajaron hacia la ciudad de Santiago en dirección (Oeste-Este). La Basílica del Salvador absorbió la magnitud sísmica por la fachada más desfavorable (Calle Almirante Barroso). Los muros se comportan de forma más adecuada cuando el sentido del sismo es de forma paralela a ellos y no perpendicular a este. Si la magnitud sísmica hubiese afectado la fachada Norte o Sur, el edificio se hubiese comportado de mejor forma debido a que presenta una cantidad alta de muros en esa dirección. Figura 2: Planta de la Basílica del Salvador sentido más favorable a la solicitación sísmica del año 1985 39 38 39 MOP. 2009, Ministerio de Obras Públicas de Chile, Ficha número 97, Registro Monumentos Nacionales Departamento de Arquitectura, Archivo, Santiago. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 40 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. La magnitud sísmica más favorable que se pudo presentar para el sismo del año 1985 se indica de acuerdo a la figura 2 según la flecha celeste. Los muros y nervaduras de los arcos de medio punto trabajarían según la dirección sísmica resistiendo de mejor forma ya que parte de la energía es contrarrestada. Con respecto al sismo del año 2010, la energía sísmica liberada aumenta los daños y grietas estructurales. Lo que acrecienta los problemas de estabilidad estructural. Debido a que las ondas sísmicas ejercieron su magnitud desde la costa hacia el interior del valle de Santiago, muy similar al sismo del año 1985. Fotografía 9: La Basílica del Salvador, vista lateral y fachada sur. Después del sismo del año 2010 40 . Fotografía 10: La Basílica del Salvador, vista interior, pérdida de cielo y muros laterales. Después del sismo 2010. 41 40 41 Paulina Ibarra, 2014, Derrumbes de la Basílica del Salvador, vista 5 de mayo 2015, <http://redesvision.com/articulo.php?var1=11862&var2=1000>. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 47 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. De acuerdo a la fotografía 14, se aprecia el daño en la albañilería por presencia de eflorescencias y acción biológica. Se observa sobre los arcos de albañilería, el relieve irregular con desprendimiento de piezas de ladrillos. En el lado izquierdo de la fotografía, se puede observar un pilar de hormigón con eflorescencia de tipo I. Estas incompatibilidades químicas alteran las prestaciones de los materiales nobles existentes en la estructura disminuyendo el ciclo de vida de estos. Los ladrillos y mortero de cal, además de soportar las inclemencias ambientales, deben resistir la magnitud de la degradación de materiales químicamente modificados e industrializados. Lo que produce que la degradación sea agresiva, esto se explica debido a una falta de revestimiento apropiado en la fachada y reparaciones sin un estudio de caracterización adecuado, que exponen materiales en contacto permanente de naturalezas diferentes. 5.2. GRIETAS Y FISURAS EN LA BASILICA DEL SALVADOR. Se realizó una inspección en los muros de albañilería de la Basílica del Salvador para confeccionar un diagnóstico fotográfico, detectando claros ejemplos de tipologías de grietas con compromiso estructural estudiados anteriormente: Fotografía 15. Grieta de corte en sentido vertical: Fotografía 16. Grietas de corte diagonal. Falla por adherencia del mortero. Ed Autor. Ed. Autor La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 48 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Fotografía 17. Grietas y fisuras con daños Fotografía 18. Grieta de corte en sentido vertical superficiales en el ladrillo. Ed. Autor Ed. Autor Fotografía 19. Daño en extremo superior: Fotografía 20. Grieta de corte vertical en la Grieta pasante. Ed Autor. albañilería y grieta pasante. Ed. Autor. Fotografía 21. Grieta de corte vertical y pérdida Fotografía 22. Grieta de corte en sentido vertical. del elemento estructural. Ed Autor. Falla de adherencia del mortero pega. Ed Autor. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 49 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Fotografía 23. Grieta pasante en sentido vertical. Fotografía 24. Grieta de corte vertical. Ed Autor Pérdida del arco. Ed Autor. Fotografía 25. Grieta de corte vertical. Ed Autor. Fotografía 26. Grieta de corte vertical. Ed Autor. 5.3. RESUMEN DIAGNÓSTICO DE PATOLOGÍAS DE GRIETAS Y FISURAS. A modo de síntesis se presentan las tablas 7 y 8: Tabla 7: Consecuencia de acción sísmica en la Basílica del Salvador. Ed. Autor Consecuencia de acción sísmica No se puede determinar si el origen es por falla de las unidades del ladrillo Problemas de adherencia entre bloques y mortero Comportamiento errático del diseño frente a un sismo Albañilería sin confinar Refuerzos metálicos inapropiados Sentido del sismo desfavorable con respecto a la estructura Grietas y fisuras en la albañilería La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 50 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Tabla 8: Características de fallas en la albañilería en la Basílica del Salvador. Ed. Autor. 6. CARACTERIZACIÓN Una caracterización sobre un determinado material corresponde al estudio de sus propiedades físicas, mecánicas, composición química y mineralógica 50 , analizando sus componentes, para determinar su grado de prestación con respecto al material existente en una edificación patrimonial. El objetivo de una caracterización, es reproducir el material analizado debido a su desuso en la actualidad y que este se comporte de forma homogénea al material existente en la edificación a intervenir, así evitar incompatibilidades de materialidad producto de patologías que se puedan producir. En el caso de la Basílica del Salvador se debe caracterizar el mortero de cal y la albañilería de ladrillo para así, determinar una dosificación de un mortero de cal para ser aplicado en la reparación. 50 Flores, op.cit, 1999. 1.1 Grietas en sentido diagonal Se agrieta el elemento en dos secciones 1.2 Grietas en sentido vertical 1.3 Grietas en sentido horizontal Acción Biológica Crecimiento sistemático de raíces vegetales, hongos, líquenes etc… Se producen en zonas húmedas y las raíces son el principal agente degradador No se detecta en la estructura II. Fisuras Eflorescencia Se producen por agentes contaminantes altamente tóxicos Sales superficiales. Producen daños mínimos. Se produce por el carbonato de calcio No se detectan en la estructura Deterioro a largo plazo. Producen fisuras, si no se controla Origen ferroso No produce daño estructural. Pero produce daños importantes ornamentales Se producen por los compuestos químicos del ladrillos Composición química del ladrillo al contacto con agua y medio ambiente Eflorescencia tipo I Eflorescencia tipo II Eflorescencia tipo III Eflorescencia tipo IV Eflorescencia tipo V Categoría Clasificación Subclasificación I. Grietas Estructurales 1.-Grietas por Esfuerzo de corte 3.-Grietas por Aplastamiento 3.1 Grietas pasantes 3.2 Grietas no pasantes 2.-Grietas por Flexión Causas Sismos 1985 y 2010 Características El mortero falla por adherencia entre bloques de ladrillo Si el elemento estructural no es capaz de soportar la compresión o es comprometido únicamente a flexión falla la estructura Las grietas cortan el elemento en su sección completa. Las grietas dañan el elemento pero no corta la estructura de extremo a extremo La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 51 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Los ensayos de caracterización para morteros de cal difieren de los ensayos tradicionales normalizados 51 52 53 54 55 56 57 58 . De acuerdo a (Espinosa, 2014) para un mortero fresco de cal, se debe hacer especial cuidado en el estudio de las variables de trabajabilidad, consistencia y contenido de agua. En los casos de morteros endurecidos de cal, se debe estudiar el comportamiento y evolución de la carbonatación junto al estudio de las propiedades físicomecánicas que se determinan mediante ensayos de resistencia a la compresión y flexión. De acuerdo a Cazalla, et al, (citado en Alejandre, 2014) 59 , el seguimiento de la carbonatación en morteros de cal se realiza mediante el control del parámetro R que es la relación con el paso del tiempo de calcita / portlandita, mediante difracción de rayos X. Otro método es realizar ensayos de fenolfteína, se pueden observar una variada gama de estudios aplicados a los morteros de cal para determinar las propiedades y caracterizar el material con respecto al mortero existente. De esta forma se pueden dividir los ensayos de caracterización en dos grandes grupos: a) Ensayos destructivos: Los ensayos destructivos se pueden realizar de acuerdo a los contenidos de agua, tipos de cal, tipo de árido o técnica constructiva empleadas en los 51 UNE-EN 196-1 Métodos de ensayo de cementos, Parte 1: Determinación de Resistencias mecánicas. 52 UNE-EN 1015-6 Métodos de ensayo para mortero de albañilerías, Parte 6: Determinación de la densidad aparente del mortero fresco. 53 UNE-EN 1015-3 Determinación de la consistencia de morteros. Método de la mesa de sacudidas. 54 UNE-103200 Determinación del contenido de carbonatos en los suelos. 55 UNE-EN-1936 Métodos de ensayo para piedra natural. Determinación de la densidad real y aparente y de la porosidad abierta y total. 56 UNE-EN-1015-11 Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Determinación de la resistencia a flexión y a compresión del mortero. 57 UNE-459-2/02. Cales para construcción. Parte 2. Métodos de ensayo. 58 UNE-EN- 13139/02: Áridos para morteros. 59 Alejandre, op.cit, 2014. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 52 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. morteros en laboratorio 60 . Estas variables determinarán las prestaciones y propiedades mecánicas futuras. Además se puede determinar cuáles son las variables que influirán en el proceso de carbonatación y por ende el incremento de resistencias mecánicas. La restricción lógica que pueden tener los ensayos destructivos es referente al grado de intervención si se realizan en una obra patrimonial. Por este motivo, se limita en gran medida a ensayos controlados en laboratorios con el fin de reproducir el mortero de cal existente para su uso en la obra patrimonial. b) Ensayos no destructivos. Los ensayos no destructivos son ampliamente empleados y aceptados. Se pueden realizar mediante ensayos químicos in situ o físicos como son las pruebas de ultra sonido 61 . Por este motivo, los dos tipos de ensayos son diferentes entre uno y otro pero a la vez complementarios para determinar correctamente las propiedades de un material patrimonial a homologar. Es fundamental comprender las diferencias entre un ensayo no destructivo y un ensayo destructivo en lo que respecta a la caracterización cuando se trabaja con morteros de cal. Cada uno de ellos representa ventajas y desventajas para determinar sus propiedades, ya que como ejemplo, al preparar un mortero caracterizado en laboratorio para ser ensayado en busca de sus resistencias mecánicas, no es posible observar únicamente sus propiedades a los 28 días como un ensayo tradicional de un mortero con cemento portland de acuerdo a la norma UNE EN 459:2011. Debido a que su período de carbonatación o de aumento de propiedades mecánicas es notablemente mayor en el transcurso de tiempo y no reflejará las propiedades actuales de un mortero patrimonial, objetivo que se busca en una caracterización como ejemplo, por discriminación de la cal en resistencias mecánicas. 60 Valek, J & Bartos, P. 2001, “Influences affecting compressive strength of modern non-hidraulic lime mortars used in masonry conservation” Ed. In C.A Structural Studies, Repairs and Maintenance of historical buildings. Advances in Architecture Series VII, Brebbia, p. 571-580. 61 Boffil, op.cit, 2014. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 53 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 6.1. CARACTERIZACIÓN DE LA CAL. Para efectos prácticos y teóricos se desarrollará un procedimiento general de caracterización utilizado en los trabajos patrimoniales de la Catedral de Pamplona desarrollado por (Álvarez et al, 1997), el cual señala las clases y procesos fundamentales de ensayos del mortero de cal a intervenir 62 , de esta forma se aplicará como una guía, para la caracterización del mortero de cal requerido en la Basílica del Salvador. La elección de este procedimiento radica en que fue utilizado con éxito en las obras de restauración observando que abarca todos los aspectos requeridos para determinar la compatibilidad de materiales y que estos no generen problemas a consecuencia de la intervención. A continuación se indica el procedimiento general utilizado en la Catedral de Pamplona para ser incorporado en la caracterización de un mortero de cal para la Basílica del Salvador. 6.2 PROCEDIMIENTO GENERAL DE CARACTERIZACIÓN El procedimiento general se divide en dos etapas de caracterización para los morteros de cal: A) Primera etapa de caracterización: El método clasifica a los morteros empleados en la edificación de acuerdo a las diversas fases de construcción, los morteros deben ser identificados por los períodos de tiempo de construcción, ya que pueden diferir en cuanto a sus propiedades y características, en el caso de la Basílica del Salvador, no existen antecedentes tanto históricos 63 como de materiales, en los cuales se utilicen morteros diferentes en su fase de construcción. El mortero utilizado corresponde a solo un período de tiempo. Si fuese el caso, se deben clasificar 62 Álvarez, J, I, Martin, A, & Casado. 1997. “Propuesta de una metodología analítica de caracterización de morteros antiguos”. 26ª Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química, Ed. César Mira, Cádiz, 2, 645-647. 63 Laborde, op.cit, 1987. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 54 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. y estudiar los morteros por separado para caracterizar cada uno y proponer dosificaciones por lotes de forma diferente. Se analizarán ensayos efectuados en la Basílica del Salvador de acuerdo a la primera etapa de caracterización, con la consideración de que solamente corresponde a un solo tipo de mortero presente en la albañilería y con respecto al procedimiento, solo se realizó de forma práctica el ensayo macroscópico visual y el ensayo por difracción de rayos X en el mortero de cal presente en la Basílica del Salvador, el estudio por HCL a (1:5) en caliente y la agrupación de datos experimentales, no se llevó acabo por razones prácticas: A.1) Examen macroscópico visual de la Basílica del Salvador, Universidad Andrés Bello. 2009, Santiago. Este ensayo preliminar consiste en observar los muros de albañilería para analizar el estado actual del mortero de cal en la edificación. Fotografía 27: Vista de los muros de albañilería de ladrillo y argamasa de cal en la Basílica del Salvador. Ed. Autor. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 55 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. -Con respecto al ensayo, observó una pérdida de carga de mortero entre bloques de ladrillos por lavados y por efectos de la exposición a la intemperie, además sobre el bloque de ladrillo encasillado, se aprecia un nuevo emboquillado de cemento portland debido a reparaciones posteriores, esto produce incompatibilidades de material y la promoción de eflorescencias entre varias patologías. La falta de revestimiento ha producido una erosión constante del ladrillo. Se aprecia una albañilería uniforme y construida en solo una fase de construcción, concluyendo que el tipo de ladrillo y mortero es ejecutado de forma global en toda la estructura y datado de finales del siglo XIX por recopilación bibliográfica y materiales observados in situ. -El bloque típico de ladrillo que se encuentra en la albañilería de la Basílica del Salvador mide: 41cm de largo x 6,5 cm de alto. -Se observa un ladrillo altamente poroso y débil en su superficie. -El mortero se desprende con relativa facilidad en la unión de la llaga y tendel. -La separación del tendel es de no mayor a 2,5 cm. -La separación de la llaga es irregular, se observan diferencias entre 0,5 cm y 2 cm. Se infiere que no se controló el procedimiento de unión de ladrillo y mortero dejando a libre criterio la separación de la llaga, lo que produce consecuencias ineludibles en la calidad de la mampostería de ladrillo en lo que respecta a bajas resistencias mecánicas. A.2) Ensayo por difracción de rayos X al mortero presente en la Basílica del Salvador. Laboratorios de Cristalografía, Facultad de Física, Universidad de Chile. 2009, Santiago. El ensayo por difracción de rayos X fue solicitado con el objeto de analizar una muestra del mortero extraído en los muros de la Basílica del Salvador, así determinar la naturaleza del material que se debe intervenir. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 56 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. La cristalografía de rayos X de acuerdo a (Nicasio, 2005) “Es una técnica que utiliza un haz de rayos X que atraviesa un cristal (…), el haz se divide en varias direcciones, debido a la simetría y agrupación de los átomos y por difracción da a lugar a un patrón de intensidad que puede interpretarse según la ubicación de los átomos de los cristales, aplicando la ley de Bragg” Está técnica mide la intensidad reflectante de los minerales por medio de un difractómetro, de acuerdo a (Cazalla, 2002), la difracción de rayos X se puede realizar mediante el método de polvo cristalino desorientado en donde se recopilan los datos mediante un software específico. También existen dos métodos utilizados como el de Laue y el método de movimiento o rotación total o parcial del cristal. Gráfico 1: Difracción de rayos X a los cristales del mortero en la Basílica del Salvador 64 . 64 Ensayo de difracción de rayos X a la argamasa de cal de la Basílica del Salvador a petición del autor. Ensayo realizado en el laboratorio de cristalografía de la Facultad de Física, Universidad de Chile, 2009. Cal Qtz Fsp La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 63 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. variable se debe determinar con respecto a los posibles agentes de degradación. Esta degradación o envejecimiento del mortero se puede cuantificar mediante ensayos normalizados de envejecimiento acelerado de acuerdo a los trabajos de Espinosa, Luque, Alcalde y Villegas (citado en Alejandre et al 2014). 6.2. CARACTERIZACION EN ALBAÑILERIA. En el primer análisis de caracterización se ha estudiado la cal como mortero, pero se debe analizar la albañilería en su conjunto, para determinar cuáles son las prestaciones finales que se deben cumplir. El criterio utilizado para estudiar la caracterización en la albañilería será por los ensayos de resistencia mecánica en compresión debido a que la estructura de albañilería a reparar trabajará principalmente en compresión. Se analizan los ensayos de acuerdo a la bibliografía investigada y descrita en la tabla 16: Tabla 16: Resumen de caracterización en albañilerías patrimoniales. Ed. Autor. Con respecto a la tabla 16, se observan resistencias mecánicas en compresión bajas, en contraposición, a una albañilería que carece de valor patrimonial la cual, posee como mínimo una resistencia mecánica en compresión de 100 Caracterización mixta de unidades de ladrillo y aglomerante de cal 40 Kgf/cm² Resultados Caracterización de los ladrillos constitutivos de un puente histórico en Popayán Galindo Díaz. et al 2008 Colombia 58,12 Kgf/cm² 56,5 Kgf/cm² Caracterización de unidades de ladrillo IDIEM, Valenzuela Solís de Ovando, C Albañilería de ladrillo y argamasa de cal patrimonial 1970 Santiago Estudio de los materiales y de las fabricas de la Torre de Comares de la Alhambra Gonzales Limon, T. et al 1997 Granada Ensayos de Caracterización en Albañilerías de ladrillo Nombre de Ensayo Autor Año Lugar La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 64 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Kgf/cm² 65 , (valor muy superior a los ensayos en compresión analizados). Con respecto a los ensayos en muros patrimoniales se recomienda un método para medir resistencias mecánicas en compresión por ensayos no destructivos mediante esclerómetro y realizando una correlación de resultados con una desviación menor. No obstante, es necesario aclarar que debido a la imposibilidad de realizar ensayos en los muros de albañilería de la Basílica del Salvador para determinar específicamente la resistencia mecánica en compresión, se deberán fijar valores referenciales con respecto a la bibliografía investigada siendo la resistencia mínima que deberá poseer el mortero de cal en compresión de 58,1 Kgf/cm², 66 (tabla 16), la mayor resistencia mecánica en compresión analizada. Como un antecedente adicional, la caracterización de ladrillos se puede estudiar referente a la fábrica, propiedades físicas, propiedades mecánicas (análisis del presente trabajo), composición química, composición mineralógica, estudios por comportamiento térmico, estudios de acción biológica, técnicas de datación etc... 67 Fotografía 28: Albañilería de ladrillo y argamasa de cal analizada sobre el puente Popayan del ría Cauca, Colombia. Se realizan ensayos de caracterización para estudiar propiedades mecánicas 68 . 65 Flores, op.cit, 1999. 66 Galindo Díaz, J, A. Et al, (2008). ”Caracterización de los ladrillos constitutivos de un puente histórico en Popayán”, Revista ingeniería e investigación vol n°28 pág. 15.-21, Colombia. 67 Flores, op.cit, 1999. 68 Galindo Díaz, J, A. (2008). ”Caracterización de los ladrillos constitutivos de un puente histórico en Popayán”, Revista ingeniería e investigación vol n°28 pág.17, Colombia. Fotografía: Muñoz, J,C. 2007. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 65 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 6.3. RESUMEN DE CARACTERIZACIÓN Se resume el procedimiento general de caracterización utilizado, de acuerdo al diagrama 3: Diagrama 3: Procedimiento general de caracterización aplicado en la Basílica del Salvador. Ed Autor. Procedimiento General de Caracterización Macroscópico Visual Primera Etapa Segunda Etapa I.-Agrupación o clasificación de los morteros empleados en las diversas etapas de la construcción 1.-Examen 2.-Análisis de Difracción de Rayos X 3.-Estudio Propiedades Químicas con HCL Microscópico Óptico Concentración de 1:5 en caliente 4.-Agrupar morteros de acuerdo a su clase Diagramas triangulares o RI/RF II.- Caracterización 1.- Morfológica 2.- Química 3.- Mineralógico Petrográfica 4.-Físico-Química Albañilería Unidades de ladrillo Mixto: Unidades de Ladrillo y Argamasa de Cal Mortero de Cal La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 66 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 7. DOSIFICACIÓN Se desarrollará una dosificación teórica para proponer un mortero reparador que solucione las patologías de grietas y fisuras estudiadas anteriormente, presentes en los muros patrimoniales de la Basílica del Salvador, de acuerdo al análisis de caracterización sobre morteros de cal y albañilería de ladrillo. 7.1. CAL Como un primer análisis se debe definir los criterios fundamentales por los cuales se escogerán las variables requeridas de los materiales existentes en el edificio patrimonial. Un ejemplo de aquello, son los trabajos realizados en la Portada de los Reyes 69 donde se escogen criterios para la dosificación del morteros en cuanto las prestaciones de compatibilidad, ciclo de vida útil y removilidad. En nuestro caso, el primer criterio de elección para establecer una dosificación será de acuerdo a su compatibilidad como material. De acuerdo a los ensayos por difracción de rayos X efectuados al edificio patrimonial (ver gráfico 1. Página 56), demuestra que estamos en presencia de un mortero de cal, por esta razón el uso de un mortero en base a cal será de obligado cumplimiento. La justificación en que se basa este primer criterio radica en que los edificios con patrimonio arquitectónico constructivo elaborados con albañilería de ladrillo y argamasa de cal deben ser reparados por homologación de sus características y propiedades que presentan sus materiales constitutivos. De acuerdo con los estudios de (Espinoza, 2014) 70 referente a los morteros para restauración e intervención de obras patrimoniales. Los edificios 69 Luxán, M. P. D., & Dorrego, F. 2004. Caracterización y selección de morteros en la restauración de la Portada de los Reyes (Benavente, Zamora). Materiales de Construcción, 54(273), 35-44. 71 Espinosa Gaitán J. 2014, “Estudio de morteros de cal en pasta y en polvo para su empleo en proyectos de intervención del IAPH (Sevilla)” en Alejandre Sánchez, F, et al. La cal: investigación patrimonio y restauración, Sevilla: Ed. Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 67 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. patrimoniales deben ser reparados siguiendo las mismas características de materialidad que presentaban antes de la falla estructural, así la reparación buscará reestablecer nuevamente las propiedades pérdidas. Emplear materiales sin un estudio adecuado puede presentar problemas importantes con respecto a las resistencias mecánicas, tensiones o eflorescencias. Por este motivo el estudio de los materiales existentes es obligado: De acuerdo a (Espinoza, 2014). “Los criterios de intervención actuales sobre patrimonio arquitectónico establecen que los morteros de restauración, además de reunir las cualidades técnicas necesarias, deben asemejarse en lo posible a los morteros originales”. Es fundamental trabajar con morteros los cuales posean propiedades homogéneas a los morteros existentes. Esta definición justifica proponer un mortero reparador en base a la cal que se adecue a las propiedades existentes de la albañilería de ladrillo y cal patrimonial. Por lo tanto la compatibilidad de entre los morteros antiguos con los nuevos es crucial para lograr una adecuada reparación. De acuerdo a (Robador, 2014) 71 . Los morteros de cal son los más idóneos para producir restauración: “Pues con ellos se construyeron y se revistieron los edificios que ahora se han de restaurar (…).” “Y no utilizarla puede ocasionar lamentables consecuencias estéticas y técnicas, por incompatibilidades físicas, químicas y/o mecánicas (…)”. El segundo criterio fundamental para generar la elección de los materiales para dosificar un mortero cal en la presente investigación será por resistencias mecánicas en compresión, escogiendo de acuerdo a los trabajos experimentales bibliográficos, la cal más idónea para este fin. No se debe perder de vista, el objetivo principal de la reparación, que corresponde a devolver las resistencias mecánicas perdidas en compresión a la estructura y 71 Robador González, M. 2014, “Ennoblecimiento de la arquitectura con morteros de cal, en restauración y en obras de nueva planta” en Alejandre Sánchez, F, et al. La cal: investigación patrimonio y restauración, Sevilla: Ed. Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 68 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. asegurar su estabilidad en caso de una solicitación sísmica futura. Para definir la magnitud de resistencia mecánica por compresión máxima que debe cumplir el mortero de cal a dosificar, es un error determinar la resistencia a la compresión del mortero patrimonial de forma exclusiva sino, debemos observar el análisis efectuado en la caracterización de las albañilerías patrimoniales las cuales poseen una resistencia en compresión investigada de 40 kgf/cm² 72 , un rango de 43,7kgf/cm² - 56,5kgf/cm² 73 , y 58,12kgf/cm² 74 , ya que es el muro de albañilería que se desea reparar y este es un material mixto de ladrillos y argamasa de cal. El mortero que se utilizará en la reparación debe cumplir con las propiedades de las fábricas estructurales. El mortero a proponer en base a cal deberá satisfacer los requerimientos mínimos de 58,1kgf/cm² en resistencia a compresión. Con respecto a la determinación del tipo de cal a utilizar en la dosificación, existen 2 alternativas de cal que pueden ser utilizadas en un mortero. La cal aérea y la cal hidráulica. Con respecto a la primera, esta se divide en cal dolomítica y cal cálcica. La cal dolomítica no se debe utilizar para obtener buenos resultados en lo que respecta a resistencias mecánicas en compresión 75 debido a que posee bajas propiedades de acuerdo a los ensayos bibliográficos estudiados. Con respecto a la cal hidráulica en comparación con la cal cálcica, posee bajas resistencias en compresión a los 28 días. Obteniendo un máximo de 10,3 kgf/cm² de acuerdo a los ensayos efectuados, (ver tabla 12. Página 59). Se debe hacer la salvedad de que no se descarta categóricamente utilizar este tipo de material, en el caso que se cuantifique su velocidad de carbonatación y su cumplimiento resistente en compresión para que adquiera la magnitud en compresión definida en el estudio de la caracterización de albañilería analizada anteriormente. La discriminación entre cal viva y cal hidratada corresponde a 72 González Limón, T, & Casas Gómez, A. 1997, “Estudio de los materiales y de las fábricas de la Torre de Comares de la Alhambra”, Junta de Andalucía, Granada. 73 Valenzuela, op.cit, 1991. 74 Galindo, op.cit, 2008. 75 Cazalla, op.cit, 2002. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 69 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. que esta última se utiliza para elaborar morteros por sus propiedades resistentes 76 y de acuerdo a su proceso final de apagado (ver página 17) la cal hidratada o apagada obtiene las propiedades para carbonatar. Efectuado este análisis y observando que la cal cálcica es recomendable para ser utilizada para dosificar el mortero reparador, siguiendo la discriminación por resistencias mecánicas en compresión, se analizó la cal aérea cálcica hidratada en pasta y cal aérea cálcica hidratada en polvo 77 . En el análisis, se observa una resistencia de 26kgf/cm² a los 90 días de carbonatación. Dando propiedades resistentes superiores a la cal hidratada en polvo, se destaca que la cal aérea cálcica hidratada en polvo seco (CL- S) es aún insuficiente para obtener las resistencias mecánicas en compresión requeridas del análisis de caracterización de albañilería pero se observan los mejores resultados investigados. De acuerdo a (Nuñez, 2014) en (Alejandre et al., 2014): “Los morteros más usados para estos fines son los morteros aéreos que tienen como aglomerante el hidróxido cálcico al que se añade una carga inerte, por lo general un árido tradicional o de mármol”. El tercer criterio de dosificación escogido es la trabajabilidad, será fundamental al momento de dosificar el mortero reparador ya que este podrá tener la compatibilidad de materiales y resistencias mecánicas, pero deberá ser capaz de ser inyectado en la grieta al momento de producirse el trabajo a pie de obra. Sin esta cualidad, el mortero no sería práctico de utilizar, por este criterio, la cal aérea cálcica hidratada en polvo tiene buenas resistencias mecánicas a la compresión y una buena trabajabilidad que es fundamental para obtener un mortero fluido para la reparación de grietas y fisuras de un espesor bajo. 76 Undurraga, R. Conde, J, F. Agua, F. Barluenga, B. Villegas, M. & García H. 2014. “El hospital de Antezana (Alcalá de Henares, Madrid): Estudio arqueométrico y análisis arquitectónico de ladrillo y morteros”. Universidad de Alcalá, Madrid. 77 Espinoza Gaitán, J. 2014, “Estudio de morteros de cal en pasta y en polvo para su empleo en proyectos de intervención del IAPH (Sevilla)” en Alejandre Sánchez, F, et al. La cal: investigación patrimonio y restauración, Sevilla: Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 70 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. En resumen y luego de analizar los tres criterios que definen al mortero investigado por: Compatibilidad, resistencias mecánicas y trabajabilidad sobre este análisis, el tipo de cal más adecuado para dosificar el mortero reparador será: cal aérea cálcica hidratada en polvo seco (CL- S). 7.2. ÁRIDOS. Es fundamental seguir el procedimiento de discriminación de materiales para generar una dosificación de acuerdo a los áridos presentes en el mortero de la edificación patrimonial. Se ha definido el tipo de cal a utilizar en la dosificación y con respecto al árido, este puede influir notablemente en las prestaciones finales de un mortero de cal siendo una variable fundamental en lo referente a resistencias mecánicas, trabajabilidad, adherencia, durabilidad, etc… De acuerdo a los ensayos por microscopio óptico y por propiedades mecánicas 78 , en diferentes clases de árido: Silíceo, calcítico y dolomítico. El árido silíceo favorece la trabajabilidad, el árido calcítico favorece las resistencias mecánicas en desmedro de la trabajabilidad y el árido dolomítico está en equilibrio con estas dos propiedades. De acuerdo a (Cazalla, 2002) sugiere la mezcla de árido calcítico y dolomítico logrando un aumento de trabajabilidad y resistencias mecánicas. El árido silíceo no se debe utilizar ya que por ser una granulometría muy heterogénea en cuanto a tamaños del árido, impide la formación de poros por lo cual dificulta el ingreso de CO₂ para carbonatar al mortero, obteniéndose bajas resistencias mecánicas. El estudio referente a las diferencias en resistencias mecánicas en compresión para una cal aérea con árido de origen cálcico y una cal aérea con árido de origen silíceo 79 muestra un valor máximo de 3,05 Mpa o 30,59kgf/cm², valor en compresión de cal con áridos de origen cálcico a los 182 días. El análisis granulométrico para los áridos presentes en el mortero de cal de la Basílica del 78 Cazalla, op.cit, 2002. 79 Boffill, Y, Blanco, H, Lombillo, I, Villegas, L & Thomas, C. 2014, “Caracterización física y mecánica de los morteros de cal utilizados en la rehabilitación de edificios históricos por medio de ensayos no destructivos”, Congreso Latinoamericano REHABEND. Santander. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 71 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Salvador (ver tabla 9. Página 58), infiere que el mortero existente posee bajas propiedades de trabajabilidad, una gran presencia de finos y por ende, bajas resistencias mecánicas teóricas. Con respecto a este estudio, se debe dosificar el mortero reparador de acuerdo a una arena con baja cantidad de árido fino el cual logre una buena unión entre la superficie específica del árido y el aglomerante logrando buenas propiedades mecánicas y de trabajabilidad. Es de interés que el mortero sea fluido para que este penetre en las grietas y fisuras que se deben reparar. Luego de este análisis, definimos los tipos de áridos más idóneos para dosificar el mortero de cal como: áridos de origen cálcico y dolomítico. Con respecto al agua de agregado no debe poseer sustancias químicas u otro agente contaminante que pueda alterar las propiedades del material. Se debe seguir la normativa vigente para ser utilizada en morteros de cal 80 81 . Los ensayos bibliográficos investigados en los cuales es utilizado el Metacaolín como aditivo en los morteros de cal no aumentan las resistencias mecánicas en los morteros de forma satisfactoria 82 . Se debe restringir su uso únicamente si se logra un aporte real a las solicitaciones finales requeridas. 7.3. PROPUESTA DE DOSIFICACIÓN. De acuerdo al análisis anterior, en resumen se propone la siguiente dosificación para elaborar el mortero reparador que trate las patologías de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador: cal aérea cálcica hidratada en polvo seco (CL90- S) con árido dolomítico y cálcico. 80 Asociación Española de Normalización y Certificación 2011, UNE-EN-459-2 Métodos de Ensayo, AENOR, Madrid. 81 Asociación Española de Normalización y Certificación 2011, UNE-EN-459-1 Definiciones, especificaciones y criterios de conformidad”, AENOR, Madrid. 82 Cazalla, op.cit, 2002. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 72 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. A) Razón agua y cal: La dosificación de agua/cal con mejores resultados en cuanto a propiedades mecánicas y trabajabilidad es de 0,8. (Espinosa, 2014). Para un mortero elaborado con una cal aérea cálcica hidratada. B) Relación de áridos y cal: La relación entre aglomerante de cal y árido será de 1:2:1 en peso. Para una cal aérea cálcica hidratada en polvo seco, árido dolomítico y árido cálcico. Puede ser factible también la proporción de 1:3 en peso, donde corresponde al aglomerante de cal indicado y árido dolomítico. (Espinosa, 2014). C) Granulometría Con el fin de generar una adecuada dosificación que caractericé al mortero y siguiendo las recomendaciones de acuerdo a (Luxán et al. 2004), el árido a dosificar se deberá comportar siguiendo la curva granulométrica referente al ensayo efectuado al mortero presente en la Basílica del Salvador según el gráfico 2. Gráfico 2: Curva granulométrica del mortero de cal en la Basílica del Salvador. Ed Autor La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 79 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 8. PROPUESTA DE REPARACIÓN. Se desarrollará una propuesta de reparación general 86 en la cual contempla una propuesta de reparación específica 87 , para la solución de las patologías de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador. 8.1. PROPUESTA DE REPARACIÓN GENERAL. Se propone a continuación una propuesta de reparación general con el objeto de formular un procedimiento por fases de trabajo desde su etapa inicial hasta el término del proceso de reparación de patologías de grietas y fisuras. El objeto de la propuesta de reparación general es comprender que al momento de realizar un trabajo patrimonial no solo consta de la reparación de la patología como una sola actividad sino, involucra varias fases de trabajo que deben ser ejecutadas de forma directa y la omisión de una de ellas puede conducir a un deterioro mayor sobre el edificio en estudio. La elección de este método de propuesta de reparación general corresponde a las recomendaciones de (Nuñez, 2014). A).- Documentación: Etapa preliminar de la reparación en donde se debe realizar una investigación de la información disponible referente al edificio patrimonial y sus patologías. En la presente investigación, se analizó información variada con respecto a la recopilación histórica, gráfica, fotográfica, caracterizaciones, estudios de materiales con respecto a la cal y ladrillo. Se recomienda incluso que de ser necesario, se deben realizar estudios arqueológicos ya que de acuerdo a (Núñez, 2014). “Esta es una fase fundamental del proyecto que se suele infravalorar, anteponiendo como objetivo inmediato la ejecución material de los 86 Núñez Guerrero, C. 2014, “Las técnicas de la cal, apuntes para su conservación y restauración” en Alejandre Sánchez, F, et al. La cal: investigación patrimonio y restauración, Sevilla: Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla. 87 Moreno Sepúlveda, N. 2009, “Apuntes de reparación de grietas de carácter estructural y solicitaciones sísmicas resistentes, Universidad Andrés Bello, Santiago. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 80 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. trabajos de conservación y restauración (…)”. Esto puede llevar como ejemplo, a cometer errores técnicos por incompatibilidades de materiales si no se desarrolla esta etapa abarcando la mayor información posible al problema de estudio. B).- Preconsolidación: Esta etapa es crítica en el caso de la Basílica del Salvador, ya que se debe asegurar la estabilidad del edificio a intervenir, el trabajo es de una alta peligrosidad y de riesgo estructural. El diseño y propuesta referente al sostenimiento de la estructura como refuerzo, es primordial y solamente consolidando la edificación se puede proponer un trabajo para las grietas y fisuras. Actualmente se desarrolla una investigación para generar una reparación estructural por el arquitecto (Bozzi. et al, 2013) en la cual se proponen aislamientos símicos en la base de la estructura y un refuerzo interior. La primera etapa del proyecto se ha iniciado a principios del año 2015 con la ejecución de un refuerzo metálico estructural. C).- Limpieza: En esta etapa, comienzan los trabajos preliminares que se deben realizar para la solución de grietas y fisuras de esta forma es recomendable eliminar los agentes degradadores. Esto será crucial para la posterior conservación del edificio. El trabajo de reparación sobre revestimientos interiores o eliminación de cualquier clase de ellos debe quedar documentado y justificado. Según (Nuñez, 2014) no se deberá trabajar sobre una patología sin un tratamiento previo que la elimine. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 81 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. Para el tratamiento de patologías de eflorescencias en el ladrillo y prevenir la aparición de fisuras, se desarrolló el siguiente procedimiento de acuerdo a (Fombella, 1994) 88 : C.1) Eflorescencia Tipo I: -Se deberá cepillar con un cepillo no metálico con suficiente fuerza para retirar las sales en la superficie procurando no desgastar la cara del ladrillo, esto se logra lavando la superficie con agua totalmente limpia para arrastrar la eflorescencia. -Si la eflorescencia tipo I que se sospecha que puede ser la que está presente persiste, se puede mejorar el lavado con una disolución de HCL al 10%, pero teniendo la precaución de no ocupar cerca de refuerzos metálicos y mojando previamente la albañilería con agua para evitar que entre en los poros del ladrillo. -Mejorar el sistema, protegiendo la albañilería cerca del suelo con una barrera antihumedad ya que el agua escurre por gravedad y se acumula en mayor cantidad en el suelo. Esto es para evitar que las sales acumuladas del lavado reingresen a la albañilería a nivel de la rasante. C.2) Eflorescencia Tipo II: No se detectan en la estructura. C.3) Eflorescencia Tipo III: Se eliminan con una solución de HCL al 10%, haciendo el tratamiento descrito como eflorescencia de tipo I. La eflorescencia tipo III es más difícil de eliminar por lavados y se debe repetir la operación reiteradas veces. 88 Fombella, R 1994, “Estructuras de ladrillo”, Ed. Fund. escuela de la edificación, Madrid. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 82 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. C.4) Otras patologías: No se detectan en la estructura, pero de acuerdo a (Fombella, 1994), es común su aparición en edificaciones patrimoniales: C.4.1) Manchas de mortero: Cepillar enérgicamente con un cepillo no metálico y lavar con una solución de ácido clorhídrico en proporción de 1:10 en volumen. No emplear una concentración mayor. C.4.2) Manganeso: Lavar bien con agua y formar una solución de: 1 parte de ácido acético, 1 parte de agua oxigenada y 6 partes de agua. C.4.3) Óxido de hierro: Formar una pasta con: 7 partes de glicerina, 1 parte de citrato sódico, 6 partes de agua tibia. Luego lavar con agua. C.4.4) Humo: Lavar la fachada con detergente comercial, si persiste la mancha se puede aplicar tricloroetileno. C.4.5) Pintura proveniente de graffiti: Emplear disolvente comercial y lavar con agua. Además se puede ocupar una solución de fosfato trisódico y agua 1:5 en peso. Esto ablanda la mancha y se puede eliminar por cepillo o espátula, luego se lava con jabón y agua, para hacer un enjuague final con agua limpia. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 83 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. C.4.6) Alquitrán: Producto de repavimentaciones asfálticas de las calzadas, se elimina con espátula, luego limpiar con tetracloruro de carbono. C.4.7) Aceite y grasa Dependerá del tipo de aceite (mineral o vegetal), en el caso mineral: petróleo y gasolina. En el caso vegetal: aguarrás o tetracloruro de carbono. C.4.8) Hongos y musgo Se eliminan con una solución de silicofluoruro de magnesio y agua con la proporción 1:40 en peso. C.5) Sulfato de Vanadio Los tratamientos para la coloración amarilla y verde producto del sulfato de vanadio son con: Ácidos y/o bases, el ácido clorhídrico es una buena solución teniendo las precauciones correspondientes. El alto poder de penetración de la eflorescencia producto del sulfato de vanadio hace más difícil su eliminación y tiene una alta recuperación en la coloración. Se estima que el sulfato de vanadio es la eflorescencia más agresiva y más difícil de eliminar, pero no pone en riesgo a la estructura. Sólo pone en riesgo y no es menor, a la ornamentación de frescos en el interior producto de una inflorescencia hacia el interior de la Basílica y deteriora el ladrillo produciendo fisuras que con el tiempo hacen desprender partes de él. Se puede considerar un hidro-repelente o barreras antihumedad para su conservación una vez eliminada la patología. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 84 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. D).- Consolidación: Etapa crítica de la restauración en el caso de la Basílica del Salvador, se deberá aplicar el mortero reparador de cal dosificado en los muros, como una reparación específica para la solución de grietas y fisuras. De acuerdo a (Núñez, 2014), una vez aplicado el material nuevo en los poros abiertos es prácticamente imposible realizar un proceso reversible ya que los poros quedan saturados de material y existirían problemas de adherencia u otras patologías que se pueden producir. Es importante destacar que favorece a la reparación una resistencia mecánica menor del material nuevo con respecto al actual. “Esto se debe a la producción de tensiones entre ambos materiales” 89 . Se propone un procedimiento específico para la solución de patologías de grietas y fisuras presentes en la Basílica del Salvador el cual se divide en grietas no pasantes, pasantes y fisuras de acuerdo a (Moreno, 2009): D.1) Procedimiento para grietas no pasantes: 1.- Se deberá determinar el espesor de la grieta estructural, El diagnóstico previo a esta medición, determinará el diámetro de la barra de acero a utilizar. 2.- Se realizan ranuras en el sentido perpendicular a la grieta, haciendo este procedimiento en forma mecánica, con un ancho mínimo de 10 cm, luego con un procedimiento manual, se da un relieve irregular para generar adherencia salvo en los encuentros con los arcos ya que quita estabilidad a la estructura existente. En estos encuentros es más factible perforar mediante taladro mecánico hacia el interior del arco, sin hacer un corte ya que debilita su capacidad resistente. 3.- La profundidad óptima de la reparación de la grieta es cortar hasta la mitad del muro. 89 Núñez, op.cit, 2014. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 85 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 4.- Dependiendo del ancho de la grieta es la dimensión de la barra de refuerzo de acero de calidad chilena A63 – 42H con estrías para generar buena adherencia y no ocupar barras de refuerzo lisas. Así la barra de acero mínima será de 8mm. 5.- El corte perpendicular se realiza cada 30cm. Así hay seguridad que por cada ladrillo existe un refuerzo de acero. 6.- Antes de colocar las barras de refuerzo se debe eliminar toda partícula proveniente de los cortes aspirando con equipos mecánicos, no se deberá ocupar aire comprimido para retirar partículas ya que gran parte de estas se depositarán en el interior del corte generando mala adherencia con el mortero reparador y la barra de refuerzo. Esto incluye la no utilización del método de hidrolavado ya que el agua produce deterioro. 7.- Se debe utilizar para fijar las barras de refuerzo en los puntos de perforación un puente adherente 90 que sea compatible al mortero de cal y ladrillos. 8.- Cuando las barras de refuerzo estén en su correcta posición, colocar un puente adherente compatible en los cortes y sobre las barras de acero así generar una unión firme entre el mortero, la barra de acero y el ladrillo. 9.- Las grietas se deberán llenan con el mortero de cal dosificado estudiado, previamente ensayado y demostrando que las resistencias mecánicas mínimas definidas en compresión sean cumplidas. 10.- La inyección en la grieta se realizará con una presión de 60 libras/pulg². 90 Se debe considerar investigar la caracterización de un correcto puente adherente. Sin embargo, puede ser factible utilizar cal para fijar la barra de acero en la grieta preparada. Esto se debe determinar de acuerdo a ensayos de tracción entre barra y aglomerante de cal. Así cumplir con los requisitos mínimos de seguridad estructural. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 86 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 11.- Se recomienda colocar moldajes o encofrados que cubran toda la zona a llenar con perforaciones, así colocar la boquilla, inyectar el mortero y verificar el llenado cuando exista un rebalse del mortero en las perforaciones. D.2) Procedimiento para grietas pasante: 1.- Se deberá seguir el procedimiento como una grieta no pasante con la diferencia de realizar el corte mecánico en las dos caras del muro. 2.- Se debe colocar los encofrados o moldajes en las dos caras. Una cara lisa (muro interior) y otra cara perforada muro exterior, así verificar un correcto llenado en el volumen de la grieta de forma tal de observar la salida del mortero al exterior. D.3) Procedimiento para fisuras: 1.- Se deberá colocar el encofrado con perforaciones de diámetro mínimo. 2.- No se deberá cortar la grieta debido a que generará un mayor daño en la estructura. 3.- Se instalaran boquillas que aseguren su correcta inyección y tener las precauciones de que estas ingresen correctamente entre el diámetro de la perforación del encofrado y la fisura. 4.- Puede existir incompatibilidad por trabajabilidad entre el tamaño de la fisura y el tamaño máximo del árido en el mortero dosificado. De ser así. Se deberá reformular el tamaño máximo del árido (arenas) en el mortero. Para dosificar un mortero más fluido y el cual aseguren su ingreso en la fisura. Es recomendable generar una sola dosificación para realizar los trabajos a pie de obra. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 87 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. E).- Reintegración: Corresponde a la etapa en donde se analiza la restitución, homologación y compatibilidad integra del material nuevo con respecto al antiguo para asegurar y controlar su conservación. Además, se debe contrastar los procedimientos de restauración (Cartas de Restauración, ver página 20) diferenciando lo existente y lo restaurado en el procedimiento de ejecución. En el caso de grietas y fisuras estas deben ser un elemento visible y contrastado. Que a su vez sea integrado en el edificio patrimonial. F).- Protección: La reparación no será eficaz, si no se protege o se conserva lo intervenido. En este punto y en el caso de la Basílica del Salvador se debió trabajar de inmediato después del sismo de 1985. Esto hubiese disminuido notablemente los daños posteriores al sismo del 2010. La falta de leyes y normativas de protección patrimonial junto con el estado de abandono y la nula voluntad han hecho peligrar todas las acciones posteriores de intervención y restauración. La protección de la restauración de acuerdo a (Nuñez, 2014), debe poseer una cierta flexibilidad debido a la gran envergadura de las obras, se hace prácticamente imposible y costosa su mantención. Por este motivo se debe idear un procedimiento de aplicación con hidrófugos para disminuir costos y proteger los trabajos realizados. La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 88 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. 8.2. RESUMEN DE PROPUESTA DE REPARACIÓN: A continuación se desarrollará un resumen sobre el capítulo desarrollado: Tabla 20: Resumen propuesta de reparación general. Ed Autor. Tabla 21: Tipos de Patologías de fisuras y su respectiva solución a la problemática de eflorescencias y otros agentes degradadores. Ed. Autor. Características Realizar recopilación histórica, gráfica, fotográfica, caracterizaciones, estudios de materiales, de ser necesario investigación arqueológica para recabar la mayor información posible sobre la patología a reparar. Se deberá ejecutar un refuerzo estructural antes de generar una acción de reparación Trabajos preliminares de reparación, se deben eliminar las patologías antes de reparar. Propuesta de reparación general Fases Documentación Preconsolidación Propuesta de reparación específica a los problemas de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador Análisis de restitución, homologación y compatibilidad integra del material nuevo utilizado. Estudio sobre los resultados y seguimiento de los procedimientos de restauración Proteger o conservar lo intervenido de forma tal de disminuir costos evitando un mantenimiento reiterado. Protección Limpieza Consolidación Reintegración Con Acidos Con Bases Fisuras Procedimiento General específico para patologías que originan fisuras y daños visuales Alquitrán Se elimina con espátula, luego limpiar con tetracloruro de carbono. Caso mineral: Petróleo y gasolina. Caso vegetal: Aguarrás o tetracloruro de carbono. Silicofluoruro de magnesio + agua Hongos y musgos Solución Origen Patología Aceite y grasas Vanadio Manchas de mortero Acido clorhídrico Manganeso Acido acético + agua oxigeneada + agua Oxido de hierro Glicerina + citrato sódico + agua Humo Detergente + tricloroetileno. Pinturas Disolvente comercial y agua + fosfato trisódico La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 95 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. “UNE-EN 1015-6-2007: Métodos de ensayo para mortero de albañilerías, Parte 6: Determinación de la densidad aparente del mortero fresco”. AENOR, Madrid. “UNE-EN-1015-11-2007: Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Determinación de la resistencia a flexión y a compresión del mortero”. AENOR, Madrid. “UNE-EN-1936-2007: Métodos de ensayo para piedra natural. Determinación de la densidad real y aparente y de la porosidad abierta y total”. AENOR, Madrid. “UNE-EN-459-1-2011: Definiciones, especificaciones y criterios de conformidad”, AENOR, Madrid. “UNE-EN-459-2-2011: Métodos de Ensayo”, AENOR, Madrid. BARLUENGA, B, G, LACA, R, L, UNDURRAGA, R, & ESTIRADO, F. 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Curso 2014/2015. CAZALLA VÁZQUEZ, O. (2002). “Morteros de cal: aplicación en el patrimonio histórico”, Tesis Doctoral, Universidad de Granada, Granada. COSCOLLANO RODRÍGUEZ, J. (2003). “Restauración y Rehabilitación de Edificios”, Thomson paraninfo, Madrid. ESPINOSA GAITÁN J. (2014). “Estudio de morteros de cal en pasta y en polvo para su empleo en proyectos de intervención del IAPH (Sevilla)” en Alejandre Sánchez, F, et al. “La cal: investigación patrimonio y restauración”, Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla, Sevilla. FERNÁNDEZ ALLER, R. (2014). “Estructura de la producción de cal en España” en Alejandre Sánchez, F, et al. “La cal: investigación patrimonio y restauración”, Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla, Sevilla. FLORES ALÉS, V. (1999). “Estudio, caracterización y restauración de materiales cerámicos”, Secretariado de publicaciones Universidad de Sevilla, Sevilla. FLORES ÁLVAREZ, R. 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Autor GDA La Basílica del Salvador, vista interior. Después del sismo 2010 Presencia de patología por acción biológica en fachada Este Marambio Mardones Fachada Oeste de la Basílica del Salvador antes del sismo del año 2010 Ed. Autor Vista fachada sur-poniente luego del sismo del año 2010 Obras iniciales de refuerzo estructural Ejemplo de un muro de albañilería fisurado por corte en sentido diagonal. Después de una solicitación sísmica en el año 1985 12 Diario U Chile cultura 30 Flores Álvarez, R 36 18 19 Ejemplo de un muro de albañilería fisurado por corte en sentido horizontal y vertical. Después de una solicitación sísmica en el año 1985 La Basílica del Salvador, vista lateral y fachada sur. Después del sismo del año 2010 Grietas y fisuras con daños superficiales en el ladrillo Ed. Autor 13 14 15 16 17 8 9 10 11 12 5 6 7 41 Ed. Autor 42 Eflorescencias detectadas en la Basílica del Salvador Ed. Autor 43 36 Flores Álvarez, R La Basílica del Salvador, vista interior, pérdida de cielo y muros laterales. Después del sismo 2010 Paulina Ibarra Paulina Ibarra 40 40 48 Grieta de corte en sentido vertical Ed. Autor 48 Daño en extremo superior: Grieta pasante Ed. Autor 48 46 Grieta de corte en sentido vertical: Falla por adherencia del mortero Ed. Autor 47 Grietas de corte diagonal Ed. Autor 47 Grieta de corte vertical en la albañilería y grieta pasante 20 21 22 23 Grieta de corte vertical y pérdida del elemento estructural Grieta de corte en sentido vertical: Falla de adherencia del mortero pega Grieta pasante en sentido vertical: Pérdida del arco 48 48 48 Ed. Autor Ed. Autor Ed. Autor Grieta de corte vertical Grieta de corte vertical Grieta de corte vertical Vista de los muros de albañilería de ladrillo y argamasa de cal en la Basílica del Salvador Albañilería de ladrillo y argamasa de cal analizada sobre el puente Popayan del ría Cauca. Se realizan ensayos de caracterización para estudiar propiedades mecánicas 24 25 26 27 28 49 49 49 49 54 64 Ed. Autor Ed. Autor Ed. Autor Ed. Autor Ed. Autor Muñoz, J,C La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 102 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. ÍNDICE DE TABLAS Tablas Descripción Autor Página 1 Resumen cronológico de la Basílica del Salvador Ed. Autor 24 4 Resumen de la clasificación de la cal y sus procesos químicos Ed. Autor 25 5 Resumen de cal hidráulica Ed. Autor 26 25 3 Resumen Propiedades y características de la cal Ed. Autor 25 2 Resumen Cronológico de la Historia de la Cal Ed. Autor 8 Características de fallas en la albañilería en la Basílica del Salvador Ed. Autor 50 9 Resultados Granulométricos de la arena en la Basílica del Salvador Ed. Autor 58 6 Resumen sobre cronología de criterios de restauración y su desarrollo en el tiempo Ed. Autor 27 7 Consecuencia de acción sísmica en la Basílica del Salvador Ed. Autor 49 12 Resultados a la compresión después de 28 días de curado Ed. Autor 59 13 Resumen de procedimientos de caracterización tipo I de ensayos para determinar propiedades en los muros de albañilería de ladrillo y argamasa de cal Ed. Autor 60 10 Dosificación, ensayo caracterización mortero de cal hidráulica Ed. Autor 59 11 Rectificación de fluidez. Ed. Autor 59 16 Resumen de caracterización en albañilerías patrimoniales Ed. Autor 63 17 Criterios de dosificación de la cal para ser utilizada en el mortero reparador Ed. Autor 76 14 Resumen de procedimientos de caracterización tipo II de ensayos para determinar propiedades en muros de albañilería de ladrillo y argamasa de cal Ed. Autor 61 15 Ensayos de resistencias mecánicas en compresión para morteros de cal analizados Ed. Autor 61 20 Resumen propuesta de reparación general Ed. Autor 88 21 Tipos de patologías de fisuras y su respectiva solución a la problemática de eflorescencias y otros agentes degradadores Ed. Autor 88 18 Mortero reparador teórico y su dosificación teórica para la reparación de grietas y fisuras en la Basílica del Salvador Ed. Autor 76 19 Justificación de caracterización por compatibilidad, resistencias mecánicas y trabajabilidad Ed. Autor 78 22 Procedimiento de reparación específico para la solución de grietas no pasantes Ed. Autor 89 La Basílica del Salvador en Santiago de Chile: Propuesta de Reparación de Patologías de Grietas y Fisuras en Albañilería de Ladrillo y Aglomerante de Cal. 103 Máster Universitario en Gestión Integral de la Edificación Trabajo Fin de Máster. Curso 2014/2015. ÍNDICE DE DIAGRAMAS ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE GRÁFICOS 1 Representación esquemática de los tipos de cal y los campos de aplicación Asociación Española de Normalización y Certificación 2011, UNE-EN-459-1 26 2 Representación esquemática de la metodología de investigación Ed. Autor 34 Diagramas Descripción Autor Página 3 Procedimiento general de caracterización aplicado en la Basílica del Salvador Ed. Autor 65 4 Justificación teórica de dosificación Ed. Autor 77 1 Planta de la Basílica del Salvador y sentido real del sismo del año 1985 Ministerio de Obras Públicas de Chile 39 2 Planta de la Basílica del Salvador sentido más favorable a la solicitación sísmica del año 1985 Ministerio de Obras Públicas de Chile 39 Figuras Descripción Autor Página Gráficos Descripción Autor Página 3 Correlación entre la resistencia a compresión (Rc) y la velocidad ultrasónica (Vu), para un mortero de cal cálcica Boffill, Y. Et al 75 1 Difracción de rayos X a los cristales del mortero en la Basílica del Salvador Facultad de Física, Universidad de Chile 56 2 Curva granulométrica de los áridos presentes en el mortero de cal en la Basílica del Salvador Ed. Autor 72