MéTODO Y PRODUCTO PARA LA PROTECCIóN Y CONSOLIDACIóN DE MATERIALES DE CONSTRUCCIóN Y ORNAMENTALES

Sector de Ia técnica

Materiales de construcción, Piedra natural, tratamientos superficiales

Objeto de Ia invención

El objeto de Ia presente invención es un producto y su método de aplicación para conseguir Ia activación de Ia microbiota que habita materiales de construcción y ornamentales de manera que induzcan Ia formación de un cemento de carbonato calcico con aplicaciones a Ia protección y consolidación in situ de superficies de materiales calcáreos de construcción y ornamentales en general, y de piedra natural en particular, tanto de edificios históricos, esculturas, como de piedra natural y morteros/cementos de uso en edificios y construcciones modernas.

Estado de Ia técnica

El deterioro de los rocas ornamentales, también denominada piedra natural o piedra ornamental, así como de otros materiales de construcción de naturaleza calcárea (morteros y cementos) utilizados en escultura y tanto para Ia construcción de edificios históricos como en nuevas construcciones, se ha visto acentuado en los últimos tiempos debido al incremento de Ia contaminación ambiental y Ia lluvia acida, especialmente en zonas urbanas y/o de gran industrialización, donde generalmente su uso es mas abundante. En tales ambientes las emisiones de SO ₂ , CO ₂ y NO ₂ pueden oxidarse e hidrolizarse formando ácidos corrosivos tales como el ácido sulfúrico, acido carbónico y acido nítrico (Price, CA. (1996) Stone Conservation: An

Overview of Current Research. The Getty Conservation Institute, Los

Angeles).

En tales condiciones, el deterioro es tanto más acusado cuando el material empleado es de naturaleza calcárea: calizas, areniscas calcáreas, travertinos, mármoles, morteros de cal y cemento Portland, constituidos en todo o en parte por carbonato calcico, ya que Ia calcita (CaCO ₃ ), el mineral mayoritario, es muy inestable en medios ácidos disolviéndose fácilmente y ocasionando un incremento de Ia porosidad del material, que ve mermadas sus propiedades mecánicas y acaba destruyéndose al perder el cemento calcáreo que unía sus componentes minerales.

En las últimas décadas se ha tomado conciencia de Ia importancia de este tipo de problemas, ya que en un gran número de ocasiones se ha observado cómo piezas claves del patrimonio arquitectónico se degradan. Además de Ia pérdida irreparable de elementos del patrimonio arquitectónico y escultórico, Ia alteración y degradación de rocas ornamentales, morteros y cementos, tiene una dimensión económica de gran importancia. Sirvan como ejemplo las cifras de gasto en el Reino Unido. Sólo en limpieza de rocas ornamentales en edificios de centros urbanos de gastaron más de 160 millones de libras esterlinas en 1992 (Rodriguez-Gallego, M., Rodríguez-

Navarro, C, Jiménez-López, C. and González-Muñoz, M.T. (2004) Preservaron of ornamental stone by bacterial biomineralisation. Roe Maquina, vol. 55, pp. 12-15). Por ello, han sido continuos los esfuerzos para intentar poner remedio a este problema, utilizando materiales protectores y consolidantes que frenen Ia progresiva degradación de Ia piedra o el material de uso en construcción o en escultura.

Los "tratamientos convencionales" utilizados durante las últimas décadas han sido tanto inorgánicos como orgánicos (Price, CA. (1996) Op. cit). La aplicación de silicatos solubles o esteres de sílice con o sin aditivos orgánicos hidrofugantes (silicato de etilo, silicatos sódico, potásico, o de

litio), si bien dilatada en el tiempo (ver por ejemplo patentes US1607760 y US6187851) ha dado muy pobres resultados en el tratamiento de materiales calcáreos dada Ia falta de unión entre los carbonatas de Ia piedra o material tratado y Ia sílice del tratamiento. Además, los silicatos alcalinos generan sales muy nocivas para las rocas ornamentales (Lazzarini, L. and Tabasso,

M. (1980) Il Restauro della Pietra. CEDAM, Padova). Por otro lado este tipo de tratamientos son irreversibles, es decir, una vez aplicados no es posible eliminarlos sin destruir todo el material tratado, en el caso de que en el futuro se desarrollase un método de tratamiento mas adecuado, Io que resulta inconveniente en Ia conservación del patrimonio histórico. Entre los tratamientos puramente inorgánicos, se han empleado hidróxidos tales como soluciones de Ca(OH) ₂ , llamada "agua de cal", que si bien genera un precipitado químicamente compatible con el material calcáreo tratado, no llega a producir ningún efecto protector o consolidante detectable cuando es aplicada in situ (Price, CA. (1996) Op. cit). Sí se han descrito efectos mas positivos al efectuar dicho tratamiento en un contenedor por inmersión total de un objeto calcáreo (US4479503). Sin embargo, este método es impracticable en elementos de gran tamaño o en edificios.

También se han utilizado otros productos como materiales meramente protectores (p. ej., US6224944; EP0192494; US4764431 ; US20030050367A1), que si bien actúan eficazmente como hidrofugantes, no suelen conferir ningún tipo de consolidación/cementación al sustrato descohesionado. En otros casos como tratamiento superficial se ha aplicado ácido hidrocarboxílico que no generan una consolidación apreciable, ya que genera una capa de conversión del sustrato calcáreo (US6292905).

Por otro lado se han utilizado resinas orgánicas de muy diverso tipo y composición (p. ej., epoxi y acrílicas), y diversos polímeros orgánicos (Lazzarini and Tabasso (1980) Il restauro della pietra. Cedam Papua. Italy.

Op. cit), generalmente con pobres resultados, cuando no perjudiciales, al

provocar una aceleración de Ia alteración (Clifton, J. R. (1980) Stone Consolidanting Material: A Status Report. In: Conservaron of Historie Stone Buildings and Monuments. Washington D.C.: Dept. of Commerce, National Bureau of Standards). Además, este tipo de tratamientos suelen aplicarse utilizando grandes cantidades de disolventes orgánicos, siendo por tanto contaminantes y poco ecológicos.

Un intento de utilización de tratamientos para Ia protección y consolidación de rocas ornamentales y materiales de construcción calcáreos, más concordantes en su naturaleza y propiedades con dichos materiales, ha dirigido recientemente Ia atención de los científicos hacia los biomateriales, esto es: minerales, generalmente carbonatos, producidos por los seres vivos, frecuentemente microorganismos. Se han utilizado proteínas extraídas de Mitilus edulis como matriz para Ia biomineralización de carbonatos en rocas ornamentales (Tiano, P. (1995) Stone reinforcement by calcite crystal precipitation induced by organic matrix macromolecules, Studies in Conservation vol. 40, pp. 171-176). Sin embargo mediante este método no se ha llegado eficazmente a generar cemento carbonatado de efecto consolidante o protector. Además, Ia extracción de Ia proteína de Mitilus edulis en cantidades adecuadas para un proceso de aplicación en edificios históricos, no es factible técnicamente en Ia actualidad. Por otro lado, y en Ia línea de Ia aplicación de procesos de biomineralización en el tratamiento de piedras ornamentales calcáreas, se han utilizado bacterias del genero Bacillus, Pseudomonas y Proteus (EP0388304; FR8903517), pero los resultados han sido bastante modestos. El espesor de

Ia capa regenerada es sólo de unos pocos micrómetros. Además estas bacterias no son totalmente inocuas. Por otro lado, los medios de cultivo utilizados contienen NaCI, Na ₂ CO ₃ -H ₂ O, nitratos (nitrato calcico como fuente de Ca) y sulfatas (sulfato amónico), compuestos que podrían ser potencialmente peligrosos como fuente de sales (problemas de alteración por cristalización de sales) (Price, CA. (1996) Op. cit). Además, incluyen

azucares y/o polisacáridos (glucosa), que podrían potenciar el crecimiento de microbiota acidogénica (p. ej., hongos) en los materiales tratados. Por ultimo, es necesario preparar un cultivo bacteriano antes de Ia aplicación del tratamiento, Io que puede ser complicado y laborioso, requiriendo de especialistas y laboratorios adecuados (microbiólogos).

Una variante de este método se propone en Ia patente UK2208867 y contempla el tratamiento superficial de un material de construcción con soluciones nutritivas que promueven el crecimiento de algas, liqúenes y bacterias para obtener una superficie que adquiera en poco tiempo una pátina biológica.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

Resumen

El objetivo de Ia presente invención consiste en un producto y método que activa Ia microbiota que habita de forma natural los materiales de construcción, de manera que se induzca Ia formación de un cemento de carbonato calcico, con aplicaciones a Ia protección y consolidación ¡n situ de estos materiales. Como consecuencia de su aplicación se consigue Ia activación, entre los microorganismos que habitan en el material, de aquellos que reúnen una serie de características favorables para el proceso de carbonatogénesis. El nuevo cemento de carbonato calcico formado es compatible con el material, respeta su porosidad y mejora su grado de consolidación. El procedimiento descrito en esta invención se puede usar tanto en Ia restauración de material pétreo deteriorado como en Ia protección de nuevo material que reemplace a piezas deterioradas, y en materiales para nueva construcción. Su uso está destinado a materiales de construcción, principalmente minerales. Los resultados son particularmente notables en el caso de materiales calcáreos.

Esta invención presenta una serie de ventajas respecto a los

productos/métodos usados y comercializados en Ia actualidad. Entre otras cabe destacar:

1. Promueve Ia formación de un cemento compatible con el material tratado, que Io consolida en profundidad respetando su sistema poroso.

2. No se introduce ningún microorganismo externo y/o extraño al entorno.

3. Mayor simplificación y reducción de costes derivados de no tener que trabajar con microorganismos. Ello implica no necesitar de un laboratorio especializado en Microbiología ni personal cualificado en esta materia.

4. Otras ventajas están relacionadas con el tipo de solución a emplear, en comparación con las utilizadas en otros casos: i) carece de nutrientes que en Ia práctica de Ia aplicación pudieran dar lugar al desarrollo de microorganismos productores de ácidos que ejercerían efectos nocivos de disolución sobre el material calcáreo tratado y ¡i) al no contener sulfatas y ni cloruros se limita el riesgo de precipitación de sales solubles que podrían ocasionar daños debidos a procesos de cristalización en los poros del material tratado.

Descripción detallada de Ia invención

La invención consiste en un producto capaz de activar Ia microbiota carbonatogénica que habita en materiales de construcción, de manera que se induzca Ia precipitación de carbonato calcico, compatible con el material original y que incremente el grado de consolidación del material tratado.

El producto consiste en una solución orgánica-inorgánica que reúne las siguientes características:

1) contener aminoácidos

2) no contener carbohidratos

3) contener como única fuente de calcio acetato calcico.

4) contener como únicas otras sales posibles: carbonatas y tampón fosfato.

El producto se prepara mezclando los diferentes componentes y añadiéndole agua. Se deja decantar y se aplica a Ia superficie del material a tratar mediante un sistema adecuado (riego por goteo, pincel, spray, imbibición en aposito de pulpa de celulosa y/o carta japonesa y aplicación en superficie, entre otras).

El producto objeto de Ia invención es una solución que comprende una fuente de aminoácidos como única fuente de carbono y nitrógeno, acetato calcico como fuente de calcio y carbono, carbonatas y/o tampón fosfato como únicas otras sales y su pH debe estar comprendido entre 7.5 y 8.5.

Entre las fuentes de aminoácidos se utilizan:

• hidrolizado, preferentemente enzimático, de caseína

• hidrolizados de proteínas de origen animal • hidrolizados de proteínas de origen vegetal.

La fuente de calcio preferente es acetato calcico ya que así se evita Ia permanencia cualquier resto aniónico que pudiera generar sales no deseadas. Alternativamente podría utilizarse bicarbonato calcico. Sin embargo, su baja solubilidad no Io hace idóneo.

El producto propuesto contiene entre un 0.1 y un 5% de hidrolizado proteico, entre un 0.1 y un 5% de Ca(CH2COO)2, entre 0.1 , un 0.5% de carbonato, puede contener de 5 a 15 mM tampón fosfato, agua destilada y posee un pH entre 7.5 y 8.5.

Estas cantidades por litro de agua equivalen a entre 1 y 50 g de hidrolizado

proteico, entre 1 y 50 g de Ca(CH2COO) ₂ , entre 1 y 50 g de carbonato, puede contener ente 0.7 y 3 g de sal de fosfato, quedando su pH en un rango entre 7.5 y 8.5.

Justificación de Ia invención

Existen numerosos estudios que ponen de manifiesto Ia presencia de variedad de microorganismos que habitan en los materiales de construcción, tanto en los que han sido degradados por Ia acción de fenómenos físico- químicos o biológicos como en las nuevas piezas que aún no han sido sometidas a degradación ambiental y sustituyen a las antiguas en intervenciones de conservación (Urzi, C, M. Garcia-Valles, M. Vendrell and A. Pernice. 1999. Biomineralization processes on rock and monument surfaces observed in field and laboratory conditions. Geomicrobiol. J. 16: 39- 54.).

Entre esos microorganismos que habitan las piedras y materiales calcáreos a tratar se encuentran frecuentemente hongos, algas, liqúenes, bacterias fotosintéticas, actinomicetos, bacterias quimiolitotrofas y quimiorganotrofas. De entre todos esos microorganismos, sólo algunos pueden potenciar, como producto de su actividad metabólica, Ia formación de un cemento de carbonato calcico que sea compatible con el material calcáreo. Entre ellos, caben destacar las bacterias quimiorganotrofas, aunque también algunas algas y fotobacterias. El desarrollo de microorganismos fotótrofos no es deseable porque podrían producir pigmentación de Ia piedra que se trata.

Tampoco Io es el crecimiento de hongos, debido a su rápida colonización de Ia superficie de Ia piedra que impediría el proceso de consolidación y el peligro consiguiente de producción de ácidos. También es necesario evitar el desarrollo de microorganismos quimiolitotrofos que pueden producir ácidos y dañar el material. Estos ácidos, por un lado, pueden disolver, por Io menos parcialmente, el material a tratar y, por otro lado, pueden crear condiciones

favorables para el desarrollo de microorganismos indeseables. Por ello, dicho material deberá ser tratado con una solución y mediante un procedimiento que favorezca el desarrollo de microorganismos quimioorganotrofos con capacidad carbonatogénica frente a los demás. El desarrollo de estos microorganismos se favorece introduciendo en Ia solución un componente orgánico como única fuente de carbono y nitrógeno. Esta fuente orgánica se refiere exclusivamente a una mezcla de aminoácidos con Io que se evita el problema derivado de Ia producción de ácidos como fruto del metabolismo de los azúcares. Por Io tanto, es crucial que Ia solución orgánica-inorgánica no contenga carbohidratos como fuente de carbono.

Por otro lado, se han de buscar las condiciones que favorezcan Ia precipitación de carbonato calcico. Así, Ia alcalinización del sistema favorece dicha precipitación. Esta alcalinización se consigue como consecuencia de Ia desaminación oxidativa de los aminoácidos que genera amoniaco extracelular elevando el pH del medio conforme a Ia siguiente reacción química:

NH ₃₍ g) + H ₂ O o NH ₄ ⁺ Oq) + OH ^" ( _aq)

Esta subida del pH de Ia solución provoca, por tanto, una alcalinización del medio conforme a Ia reacción:

CO ₂ (C ₃ ) + H ₂ O(D o H ₂ CO ₃₍ aq) «- HCO ₃ ^" ( _aq) + H ⁺ _(aq) <=> CO ₃ ² - _(aq) + 2H ⁺ _(aq)

En presencia de calcio, se produce Ia precipitación de carbonato calcico, de acuerdo con Ia siguiente reacción:

Ca ²⁺ _(aq) + CO ₃ ^2" ( _aq) o CaCO ₃ (S)

Si Ia fuente de calcio introducida en Ia solución es acetato calcico, el

acetato forma el par acético/acetato que actúa tamponando Ia solución e impidiendo bajadas de pH que pudieran detener el proceso de precipitación de carbonato calcico e incluso disolver el carbonato previamente formado o el del propio material tratado. Es importante que el producto propuesto no contenga otras sales salvo carbonates y/o tampón fosfato (como cloruros, sulfates, nitratos...) que generan una bajada de pH y actúan en sentido opuesto al correcto funcionamiento del tampón acético/acetato.

Concretando, Ia aplicación de Ia solución antes indicada activará Ia microbiota que habita de forma natural en el material, de manera particular las bacterias que sean quimiorganotrofas capaces de usar los aminoácidos como fuente de carbono y nitrógeno. Estas bacterias con capaces de crear, como fruto de su metabolismo, unas condiciones favorables para Ia precipitación de carbonato calcico. Este procedimiento de activación de Ia microbiota natural de los materiales presenta Ia ventaja fundamental de no introducir ningún microorganismo externo al entorno del material a tratar, evitando, por tanto, las desventajas a corto y largo plazo que ello pudiera generar.

Por tanto, Ia presente invención es un método para Ia protección y consolidación de materiales de construcción y ornamentales que comprende las siguientes etapas:

a. Mezcla de aminoácidos, una fuente de calcio, sales carbonates y tampón fosfato b. Disolución de Ia mezcla en agua destilada hasta alcanzar un pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8. c. Decantación del fluido resultante d. Aplicación sobre Ia superficie del material a tratar mediante un sistema adecuado (riego por goteo, pincel, spray, imbibición en aposito de pulpa de celulosa y/o de carta japonesa y

aplicación en superficie, entre otras). e. Mantenimiento a una temperatura entre 18 y 30 ⁰ C durante todo el tratamiento.

Además, es útil que, tras Ia aplicación del producto el material se protege de fuentes luminosas entre 24 y 48 h.

En particular, Ia fuente de aminoácidos puede ser un hidrolizado de caseína., un hidrolizado enzimático de caseína., un hidrolizado de proteínas (en particular, de origen vegetal), Ia fuente de calcio es acetato calcico.

Una forma de aplicación del método comprende las siguientes etapas:

a. Preparación de una mezcla que consiste en entre un 0.1 y un 5% de hidrolizado de caseína, entre un 0.1 y un 5% de

Ca(CH2COO)2 , entre un 0.1 y un 0.5% de K2CO3 1/2H2O b. Disolución de Ia mezcla en agua destilada hasta alcanzar un pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8. c. Decantación del fluido resultante d. Aplicación sobre Ia superficie del material a tratar mediante un sistema adecuado (riego por goteo, pincel, spray, imbibición en aposito aposito de pulpa de celulosa y/o de carta japonesa y aplicación en superficie, entre otras) e. Mantenimiento a una temperatura entre 18 y 30 ⁰ C durante todo el tratamiento

Dentro de las posibilidades, se recomienda que Ia mezcla de partida consista en un 1% hidrolizado de caseína, un 1 % Ca(CH2COO)2 4H2O, y un 0.2% K2CO3 1/2H2O.

Otra forma de aplicación del método se haría de forma similar, pero

utilizando una menzcla que contiene entre un 0.1 y un 5% hidrolizado de caseína, entre un 0.1% y un 5% Ca(CH2COO)2 entre un 0.1% y un 0.5% de K2CO3 1/2H2O, entre un 0.01 y un 0.2% de tampón fosfato.

En este caso es recomendable mezclar un 1 % hidrolizado de caseína, un

1% Ca(CH2COO)2 4H2O, un 0.2% K2CO3 1/2H2O, un 0.14% de tampón fosfato.

En todos todos los casos, es recomendable que tras Ia aplicación del producto el material se proteja de fuentes luminosas entre 24 y 48 h.

Junto al método de aplicación, también es objeto de esta invención el propio producto para Ia protección y consolidación de materiales de construcción y ornamentales, soluble en agua destilada, que comprenda entre un 0.1 y un 5% de hidrolizado de caseína, entre un 0.1 y un 5% de Ca(CH2COO)2 , entre un 0.1 y un 0.5% de K2CO3 1/2H2O y posea un pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8.

Es recomendable que comprenda un 1% hidrolizado de caseína, un 1 % Ca(CH2COO)2 4H2O, un 0.2% K2CO3 1/2H2O, agua destilada y posea pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8.

Otra versión similar, y preferible, del producto objeto de Ia invención para Ia protección y consolidación de materiales de construcción y ornamentales, soluble en agua destilada, comprende entre un 0.1 y un 5% hidrolizado de caseína, entre un 0.1% y un 5% Ca(CH2COO)2 entre un 0.1% y un 0.5% de K2CO3 1/2H2O, entre un 0.01 y un 0.2% de tampón fosfato en agua destilada y tiene un pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8.

En particular, es recomendable que su composición comprenda un 1 % hidrolizado de caseína, un 1% Ca(CH2COO)2 4H2O, un 0.2%

K2CO3 1/2H2O, 0.14% de tampón fosfato en agua destilada y tiene pH entre 7.5 y 8.5, preferentemente 8.

De cara a su elaboración, el producto para Ia protección y consolidación de materiales de construcción y ornamentales posee Ia siguiente composición, por cada litro de agua destilada:

a. 10 g hidrolizado de caseína b. 10 g de Ca(CH2COO)2 4H2O c. 2 g de K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O

O bien se podría fabricar el producto con Ia siguiente composición, por cada litro de agua destilada:

a. 10 g hidrolizado de caseína, b. 10 g de Ca(CH ₂ COO) ₂ 4H ₂ O, c. 2 g de K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O, d. 1.4 g de KH ₂ PO

MODO DE REALIZACIóN

1) Piedra caliza porosa (calcarenita) de cantera tratada con solución 1. Ensayo en el laboratorio

Composición de Ia solución 1 (w/v): 1% hidrolizado de caseína, 1 %

Ca(CH ₂ COO) ₂ 4H ₂ O, 0.2% K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O, en agua destilada, pH 8.

En cada litro de agua destilada las cantidades utilizadas son: 10 g de hidrolizado de caseína, 10 g de Ca(CH ₂ COO) ₂ 4H ₂ O, 2 g de K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O. Procedimiento de aplicación: Se prepararon varios matraces Erlenmeyer de

250 ml_ conteniendo 100 ml_ de solución 1 esterilizada previamente. Se

introdujo una lámina de calcarenita en cada matraz. Los matraces se incubaron a 57 rpm a 28 ⁰ C durante 30 días.

Procedimiento de aplicación: Se prepararon varios matraces Erlenmeyer de 250 ml_ conteniendo 100 ml_ de solución 1 esterilizada previamente. Se introdujo una lámina de calcarenita en cada matraz. Los matraces se incubaron a 57 rpm a 28 ⁰ C durante 30 días.

2) Piedra caliza porosa (calcarenita) alterada (de un edificio histórico) tratada con solución 1. Ensayo en el laboratorio

Se usó Ia solución 1 y calcarenita alterada procedente de un pináculo de Ia catedral de Granada deteriorado y recientemente sustituido en un procedo de restauración. El procedimiento experimental es el mismo que el del modo de realización 1.

3) Piedra caliza porosa (calcarenita) alterada tratada con solución 1. Ensayo en el campo

Se usó solución 1 y calcarenita alterada similar a Ia utilizada en el modo de realización 2.

Procedimiento de aplicación: Láminas de piedra se calcarenita alterada se introducen en vertical en una placa Petri que contiene 20 mL de solución 1. El sistema se tapa para mantener condiciones de oscuridad. La piedra se riega 1 vez al día por un periodo de 7 días con 5 mL de solución 1. Durante el tratamiento de consolidación Ia temperatura oscila entre 18 y 30 ⁰ C.

MODO PREFERIDO DE REALIZACIóN

Piedra caliza porosa (calcarenita) de cantera tratada con solución 2.

Composición de Ia solución 2 (w/v): 1% hidrolizado de caseína, 1 % Ca(CH ₂ COO) ₂ 4H ₂ O, 0.2% K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O, 10 mM tampón fosfato en agua destilada, pH 8.

La composición de Ia solución 2 por cada litro de agua destilada sería: 1O g hidrolizado de caseína, 10 g de Ca(CH ₂ COO) ₂ 4H ₂ O, 2 g de K ₂ CO ₃ 1/2H ₂ O, 1.4 g de KH ₂ PO ₄ , y tiene un pH 8.

Se usó Ia piedra de calcarenita de cantera indicada en el modo de realización 1 y el mismo método de tratamiento:

Se prepararon varios matraces Erlenmeyer de 250 ml_ conteniendo 100 mi _¬ de solución 2 esterilizada previamente . Se introdujo una lámina de calcarenita en cada matraz. Los matraces se incubaron a 57 rpm a 28 ⁰ C durante 30 dias.

Piedra caliza porosa (calcarenita) alterada tratada con solución 2.

Se usó Ia solución 2.

La piedra de calcarenita y el procedimiento experimental utilizado son similares a los descritos en el modo de realización 1 :

Se prepararon varios matraces Erlenmeyer de 250 mL conteniendo 100 mL de solución 2 esterilizada previamente. Se introdujo una lámina de calcarenita en cada matraz. Los matraces se incubaron a 57 rpm a 28 ⁰ C durante 30 días.

Los resultados de estas pruebas muestran que las soluciones empleadas fueron capaces de activar parte de Ia microbiota presente en Ia piedra. La activación de estas bacterias produjo una alcalinización del medio que

resultó en una precipitación masiva de carbonato calcico, tal y como se ve en las figuras 1a y 1b. El nuevo cemento formado consiste en carbonato calcico, en sus variedades calcita y/o vaterita, dependiendo de Ia solución usada. Este cemento es perfectamente compatible con Ia piedra original y respeta el sistema poroso de Ia piedra (Tabla 1 ). La piedra calcarenita tratada de esta manera está en todos los casos más compactada que Ia piedra original, ya que presenta una mayor resistencia al stress mecánico, tal y como se demuestra por una menor pérdida de peso frente a un tratamiento por ultrasonidos que Ia piedra original (Tabla 1 ). El nuevo cemento creado se enraiza en Ia piedra original hasta una profundidad que varía entre 1 y 5 mm según Ia solución y piedra usada.

Tabla 1,- Pérdida de peso tras un tratamiento de ultrasonidos y distribución de los poros de las piedras originales y tratadas con las diferentes soluciones. Mayores pérdidas de peso indican menores consolidaciones de las piedras.

Los resultados obtenidos presentan las siguientes ventajas con los obtenidos por los tratamientos comercializados en Ia actualidad:

Mayor formación de nuevo cemento de carbonato calcico

Mayor compactación de Ia piedra original Compactación en mayor profundidad

DESCRIPCIóN DE LAS FIGURAS

Figura 1.- Evolución del pH y concentración de calcio, Caτ( _a q) _> en Ia solución en Ia que está inmersa Ia piedra tratada, a) Solución 1 y b) Solución 2. Aumentos de pH son causados por Ia alcalinización resultante del metabolismo de Ia microbiota que habita Ia piedra, activada por Ia aplicación de Ia solución. Descensos en Ia concentración de calcio indican precipitación de carbonato calcico.