ESTUDI PETROGRÀFIC.
Després de realitzar les extraccions de cales en diferents carreus, realitzar les làmines primes i enviar-les analitzar, podrem extraure les conclusions i criteris d’intervenció.
LA SITUACIÓ DE LA PEDRA DELS PINACLES, BASAMENT I LES PORTALADES DE SANT LLORENÇ – VALÈNCIA.
CARACTERÍSTIQUES FÍSICO-QUÍMIQUES.
La pedra utilitzada al basament de l’església de sant Llorenç, segons especifica el contracte, és de la pedrera de Godella. Esta és una calcària bioclàstica de textura detrítica amb baix contingut cimentant.
La densitat aparent és de 1900 Kp./ m2. Amb una porositat semioberta. El grossària mitjana del gra és de µm i uniforme de reduïda duresa.
La presència de metalls com ara calci, ferro, magnesi, potassi, etc. en la composició que junt a l’acció de l’elevada humitat relativa (Hr), i l’existència de gasos procedent de la combustió de productes orgànics derivats del petroli (CO, CO2, etc.) que dóna lloc a sulfats càlcic bihidratat (algeps), sulfats magnèsic heptahidratat (epsomita), i de vegades en perdre aigua amb sols sis molècules associades (hexàhidrita) i diversos nitrats i clorurs.
La succió capil·lar és molt ràpida i quasilineal en la relació de gr./ cm2 a l’arrel quadrada del temps.
Això hom pot resumir-se en que el material té la característica que l’intercanvi d`humitat és molt ràpid. I que tots els processos físico-químics derivats de la presència d’aigua en els intersticis del material es veuen sotmesos a cicles continus, que depenen no sols de la pluja per penetració sinó, també, de l’ascensió per capil·laritat del subsòl i a més a més de la condensació i evaporació, ja que HR és molt alta a València el que hom assolisca el punt de rosada, bàsicament de matinada i al capvespre.
CLASSES DE DETERIORMENT.
Les sals solubles, quan l’evaporació és mes lenta que el flux d’eixida superficial, es diposita fora de l car externa del material, buscant les vies més ràpides d’evacuació om són les discontinuïtats trobades a les pàtines de protecció, apareixent en forma d’eflorescències pulvurulentes blanques, que en repetir-se creen subeflorecències i criptoeflorescències que acaben fent esclatar i badar el material cap enfora de la superfície externa desprenent-se bocins mé o menys grans entre dit fragment i el gruix del material interposant-se carbonat càlcic i remobilitzat i l’epsomita.
Les variacions volumètriques del material segons els continguts en aigua molecular, la pressió intersticial d’esta i els processos de dissolució interna ,afavoreixen la pèrdua de cohesió entre els grans, que és més palesa en aquelles masses de pedra que per estar treballada presenta més superfície per a igualar el volum encerclat, situació que afecta les capes externes. Quan eixes alteracions s’estenen a zones més profundes, hom produeix no la disgregació superficial sinó la fissuració més o menys interna de la massa pètria amb despreniments de crostes o fragments majors, que poden donar l’aparició de tensions internes, unes vegades produïdes per les expansions volumètriques dels components alterables per la humitat, i d’altes, produïdes pels esforços derivats de les deformacions de la pedra a causa dels propis pesos i tensions externes introduïdes per vàries vies.
DETERIORAMENTS PER AEROSOLS ORGÀNICS.
EL PROCÉS DE SULFATACIÓ DE LA CALCITA.
La presència en l’atmosfera d’anhídrid sulfurós, procedent de l’oxidació dels combustibles fòssils (carbó mineral, derivats del petroli, etc.) sorgeix de la reacció S+O2 = SO2 , gas que passa a l’atmosfera i és poc actiu, però sota l’acció dels raigs ultraviolats es transforma en anhídrid sulfúric: 2 (SO2 )+ O2 = SO3 a la velocitat de 0’1 a 0’2 % a l’hora, en humitats relatives baixes; sempre que la humitat de l’aire creix de forma exponencial, especialment sota la presència de catalitzadors, com ara CO2 , NH3 , Fe2O3, etc. L’anhídrid sulfúric es combina ràpidament amb l’aigua de l’aire o l’exis6ència d’alvèols, intersticis i porus de la pedra, donant-hi lloc a àcid sulfúric (vidriol), de gran capacitat reactiva: SO3+HO2 = SO4H2
S’han fet assaigs on s’ha mesurat i comprovat que la concentració de SO4H2 en l’atmosfera en correspondència amb el contingut de SO2 en què s’ha observat que segueix una llei lineal, per a valors constants d’humitat relativa, Hr , i que creix ràpidament a mesura que s’acosta a la temperatura de rosada.
L’equació empírica que lliga la concentració, C, de SO2 i la concentració de SO4H2 a la mateixa atmosfera, amidades ambdues en µgr. /m3, ve donada per
A = C
22- 35000 (1/ Hr – 0.0886)2
L’acció de l’àcid sulfúric sobre el carbonat càlcic de la calcita és coneguda: SO4H2+CO3 Ca = SO4 Ca + CO2 + H2 O. Que ja genera una primera expansió per tenir un volum major que el del carbonat inicial.
Però el sulfat càlcic pot absorbir aigua transformant-se de seguida en algeps:
SO4 Ca+2· H2 O = SO4H2 · 2 H2 O
Que influeix en el material de diverses maneres: produeix efectes expansius que hi introdueixen importants tensions internes que disgreguen la calcària, tant per caiguda de consistència de l’algeps hidratat en relació al carbonat inicial com per les tensions generades per l’expansió; altera les textures; augmenta la capacitat de retenció d’aigua, per ser un material higroscòpic que quan capta tota l’aigua precipita com a sal insoluble, augmentant encara més el seu volum; etc.
Més nociva és la sal d’Epsom, adés esmentada en la fórmula SO4 Mg ·7 H2 O, l’existència de la qual es produeix bé perquè és un compost de la mateixa roca present com a sulfat de magnesi, bé perquè és generada com a sal de neoformació d’un procés anàleg al de l’algeps descrit anteriorment, a partir del carbonat de magnesi present a les calcàries dolomítiques.
A més dels processos de dilatació cúbica que produeixen les expansions internes de les sals de neoformació i subsegüents hidratacions cal recordar-hi les reaccions més significatives que es produeixen en la calcita quan hi ha present un sulfat alcalí, sòdic o potàssic, o àdhuc del tipus dels descrits anteriorment:
1r) El carbonat càlcic insoluble és atacat per l’anhídrid carbònic i pel vapor d’aigua de l’atmosfera, transformant-lo en bicarbonat soluble:
CO3 Ca + CO2 + H2O = (CO3 H)2 Ca
2n) La presència de sulfat alcalí produeix, per exemple, bicarbonat i guix anhidre:
(CO3H) Ca + SO4 X = 2·CO3HX + SO4 Ca
3r) El bicarbonat alcalí es transforma en carbonat amb despreniment d’aigua i anhídrid carbònic:
2·CO3HX = CO3X + H2O+ CO2
Mentre que el sulfat càlcic condueix, de mode semblant al descrit, vers la formació de guix.
4t) El carbonat alcalí per acció del SO2 de l’atmosfera contaminada, o per la presència de sulfobacteris, es converteix novament en sulfat, sota l’acció catalitzadora dels òxids de nitrogen:
CO3X + SO2 + O2 /2 = SO4 X + CO2
En arribar a aquest punt es reinicia el cicle després d’haver-se destruït part de la calcita.