CONVERSA
VOCES EN LA CONSERVACIÓN
LAS PIEDRAS EN LA ORNAMENTACIóN
Revestimientos de Piedra en suelos y paredes
Parte 1b. Recubrimientos pétreos. Los materiales, sus propiedades físicas, posibilidades estéticas y sus aplicaciones.
José Sellés-Martínez
El responsable y coordinador de la sección es el Dr. José Sellés-Martínez, geólogo y profesor del Dpto. de Ciencias Geológicas de la Universidad de Buenos Aires, quién, entre otras tareas, se ocupa de la coordinación de los programas de divulgación científica de dicho Departamento, del Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales (IGEBA) y de la Sociedad Científica Argentina. Es además, miembro del Comité Editor de la revista EXACTAMENTE, órgano oficial de la Fac. de Ciencias Exactas de la UBA, en la que escribe una sección fija sobre Ciencia & Arte
Introducción
En la primera de esta serie de notas referidas al uso decorativo de los materiales pétreos (Conversa Nº 9. Ver) se hizo referencia a las diferentes técnicas del mosaico y se mencionaron algunos de los materiales utilizados en su confección, sin entrar en los detalles descriptivos de los mismos debido a que serían considerados en esta segunda parte, en la que se describirán las rocas más usualmente utilizadas en la construcción, en revestimientos de interiores y exteriores y en la estatuaria. Para ello se hará referencia a los diferentes tipos de rocas de acuerdo a una clasificación basada en su génesis, ya que ésta permite comprender muchas de sus características físicas y químicas (y por lo tanto sus propiedades y comportamientos frente a requerimientos mecánicos y ambientales) y también la naturaleza de sus texturas y colores, tema al cual se han hecho ya algunas referencias en las notas anteriores.
La clasificación genética de las rocas
Establecer como se formaban las rocas no fue fácil y a fines de los siglos XVIII y principios del XIX tuvieron lugar célebres polémicas entre los estudiosos de la época. En la actualidad el tema se encuentra ya cerrado y, salvo algunas discusiones puntuales de algunas rocas muy raras (cuyas condiciones de origen pueden ser tema de discusión entre especialistas), el origen de las rocas es justamente la base que se utiliza para la clasificación de las mismas. Este esquema reconoce tres posibilidades: a) Rocas que se forman por enfriamiento y solidificación de un material fundido; b) Rocas que se forman por compactación y cementación de materiales detríticos producidos por la destrucción de las rocas pre-existentes en la superficie terrestre o por la precipitación desde una solución y c) Rocas que se forman por la transformación de rocas anteriores a causa de cambios en la presión y la temperatura. Cada uno de estos tipos recibe el nombre de rocas ígneas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas respectivamente y, naturalmente, reconoce diversos subtipos que tienen en cuenta variaciones en las condiciones generales de origen.
Las rocas ígneas fueron las primeras en formarse cuando el material que constituía el exterior del planeta Tierra comenzó a enfriarse. Luego, cuando la temperatura de la atmósfera descendió por debajo de los 100°C, el agua líquida comenzó a correr por la superficie y, junto con el viento, inicia los procesos de erosión y generación de sedimentos, que se acumulan en los sectores más deprimidos y, al compactarse y ser cementados por la precipitación de sustancias como el carbonato de calcio o la sílice, constituyen las rocas sedimentarias. La dinámica de la corteza planetaria, que levanta y hunde diferentes bloques, somete a las rocas a cambios en la presión y en la temperatura, los que introducen cambios en la mineralogía y en la estructura de las rocas pre-existentes y las transforman en un nuevo tipo, las rocas metamórficas, generadas a partir de rocas ígneas, sedimentarias o incluso otras rocas metamórficas formadas en diferentes condiciones ambientales.
El concepto de Ciclo de los Materiales Geológicos o Ciclo de las Rocas vincula los materiales geológicos con las condiciones de formación y procesos de transformación que, en una compleja red de caminos que no necesariamente se recorren en un orden determinado, pone de manifiesto la dinámica de cambio reinante en las capas más externas de la Tierra, tanto a lo largo del tiempo como en los diferentes lugares de la geografía. Es importante señalar aquí que, contrariamente a como se lo menciona en muchas publicaciones no especializadas, el proceso que conduce a la formación de las rocas metamórficas se denomina “metamorfismo” y no “metamorfosis”, término que se reserva para las transformaciones de los seres vivos.
Las rocas ígneas
Las rocas ígneas pueden ser de dos tipos principales de acuerdo a que el material fundido (magma) se enfríe en profundidad (rocas intrusivas) o en la superficie (rocas extrusivas), luego de transformarse en lava por pérdida de los compuestos volátiles a la salida de los cráteres volcánicos. El enfriamiento en profundidad es lento, lo que permite que los cristales de los diferentes minerales se formen mejor y alcancen mayor tamaño, mientras que el enfriamiento en superficie es brusco y hace que los cristales sean imperfectos y pequeños, llegando incluso a formarse vidrio (obsidiana) cuando la velocidad de enfriamiento es tan alta que no permite el crecimiento de ningún cristal. En algunos casos, la combinación de un período de enfriamiento lento en profundidad con un enfriamiento brusco (al ser el magma rápidamente ascendido y volcado a la superficie) produce combinaciones de cristales más o menos bien formados y grandes dispersos en una masa vítrea, generando una textura de alto valor decorativo. En circunstancias particulares la erupción de los volcanes puede ser de carácter explosivo y el material lávico es expulsado en forma violenta y proyectado al aire, donde se enfría, cayendo al suelo en forma de pequeñas partículas, denominadas informalmente “cenizas”, pero a veces también en bloques de regular tamaño, denominados “bombas”. Las cenizas pueden acumularse en las proximidades del volcán y cementarse y dar lugar a un tipo particular de roca ígnea denominada “toba” o “tufa”, pero también pueden ser arrastradas por el agua y el viento y acumularse en otras áreas para dar origen a rocas sedimentarias.
Las rocas ígneas son en general muy duras, ya que los minerales que contienen en mayor proporción (feldespatos, plagioclasas, cuarzo) tienen durezas 6 y 7 en la escala de Mohs. Por otro lado, y salvo algunas excepciones, son también muy resistentes al ataque químico. En nuestras notas anteriores se han mencionado ya algunas rocas ígneas de gran valor decorativo, como las sodalitas azules (Conversa Nº 5. Ver) y el pórfido púrpura (Conversa Nº 7. Ver). Las relaciones de tamaño, forma y color entre los diferentes minerales componentes de las rocas ígneas generan diversas texturas que las hacen sumamente atractivas para su uso como revestimientos de pisos y paredes y, en algunos casos, también para la estatuaria. Su alta resistencia a la alteración química y su dureza contribuyen a su utilización tanto a la intemperie como en zonas de alto tránsito.
Cuadro clasificatorio de las rocas ígneas en función de su mineralogía y su textura. Los términos fanerítica y afanítica refieren a la posibilidad o no de distinguir los cristales a ojo desnudo, siendo posible en la primera, característica de las rocas que han cristalizado lentamente en profundidad (rocas ígneas intrusivas) pero no en la segunda, que corresponde a rocas que han cristalizado a partir de lavas. Los términos félsico y máfico refieren a la proporción de minerales claros (feldespatos y sílice) con respecto a los oscuros (que contienen magnesio y hierro).
Algunos ejemplos de rocas ígneas
Las rocas sedimentarias
Estas rocas, como se ha señalado, se forman a partir de la destrucción de rocas preexistentes, destrucción que está a cargo de los diferentes agentes erosivos que actúan en la superficie terrestre (agua, hielo, viento, organismos vivos). De acuerdo a los procesos de acumulación y origen de las partículas que las constituyen las rocas sedimentarias se subdividen en:
Rocas clásticas: formadas por acumulación y cementación de partículas de diferentes tamaños, formas y composición mineralógica. Estas partículas se mantienen unidas entre sí por el denominado “cemento” que es generalmente de composición carbonática o silícea. En muchas ocasiones en las rocas clásticas se encuentran poblaciones de “clastos”, nombre técnico de los fragmentos, de muy diferente tamaño y composición. Cuando conviven clastos de regular tamaño con otros muy pequeños (tamaño limo o arcilla), éstos constituyen la denominada matriz de la roca.
Cuadro que describe la nomenclatura de las rocas sedimentarias clásticas en función del tamaño de las partículas que las componen
Rocas químicas: generadas por la precipitación de cristales a partir de una solución. Se trata generalmente de carbonatos, sulfatos, cloruros o, más raramente, materiales silíceos. En el artículo referido a ónices, alabastros y travertinos (Conversa Nº 8. Ver) se mencionan ejemplos de estas rocas y se detallan algunas de las condiciones de formación.
Rocas organógenas: formadas por la actividad de los seres vivos. Generalmente constituidas por restos de sus caparazones y esqueletos, tanto de composición carbonática (caso de las calizas) como silíceos (caso de las diatomitas y radiolaritas).
Las subdivisiones en la clasificación de los diferentes tipos de rocas sedimentarias se basa en dos conceptos: a) el tamaño de las partículas y b) su composición; generándose una gran variedad de tipos cuyo tratamiento excede el interés de este trabajo.
Los fósiles no aparecen sólo en las rocas organógenas, en las que forman la mayor parte de la roca, sino que es común que aparezcan en forma dispersa en muchos tipos de rocas sedimentarias y pueden consistir tanto en restos mineralizados de los organismos vivos, restos de sus esqueletos internos o externos (caparazones) como en evidencias de su existencia, por ejemplo las huellas de sus pisadas. Entre las rocas portadoras de fósiles se destacan las denominadas “lumaquelas”, que pueden ser calizas o mármoles, un ejemplo de las cuales es la lumachela verde egipcia (hoy territorio de Túnez) muy apreciada por los escultores romanos para confección de los ropajes de los bustos masculinos o la lumachela gris o roja de Bilbao cuyo uso se hizo muy extendido en el siglo XX.
Las propiedades de las rocas sedimentarias, tanto mecánicas como químicas, son sumamente variables y están vinculadas tanto a la composición de los clastos como a la del cemento y a su porosidad, es decir a la cantidad de espacios vacíos que pueden haber quedado entre los clastos. Esto hace que su capacidad para resistir tanto cargas mecánicas como el ataque físico y químico sean muy variables, tanto en función de su propia composición como la de los agentes de ataque. La variedad de colores y texturas de las rocas sedimentarias y de sus derivados metamórficos han hecho que las mismas sean muy utilizadas en la ornamentación, aunque su alta reactividad química y su baja dureza no las hacen recomendables para sitios expuestos al ataque por soluciones ácidas o en pavimentos sometidos a un alto tránsito cuando se trata de carbonatos o sulfatos, siendo más resistentes las areniscas de composición silícea.
Algunos ejemplos de rocas sedimentarias
Las rocas metamórficas
Estas rocas resultan de las modificaciones en la composición mineralógica y o en el tamaño y forma de los granos o cristales de rocas ígneas, sedimentarias u otras rocas metamórficas preexistentes.
Constituyen un grupo muy complejo con propiedades físicas y químicas muy variables. El aumento de la presión y de la temperatura compactan la roca e inducen transformaciones en los cristales, que se unen para formar cristales más grandes, haciendo desaparecer todo vestigio de porosidad. Algunos minerales “desaparecen” (inestables en las nuevas condiciones) y se transforman y recombinan para genera otros nuevos, más estables. Entre las rocas metamórficas más utilizadas en la decoración se encuentran los mármoles, formados por la recristalización de las rocas sedimentarias de composición carbonática (Conversa Nº 6. Ver). La pizarra, de uso habitual en las mansardas, es una roca metamórfica derivada de rocas sedimentarias de grano extremadamente fino, las pelitas. El lapislázuli (Conversa Nº 5. Ver) es una roca metamórfica formada a partir del aporte de líquidos químicamente complejos que, provenientes de magmas cercanos, han modificado profundamente rocas calizas preexistentes, generando nuevos minerales como la lazurita, la hauynalasodalita y la wollastonita (silicato de calcio). En general las rocas metamórficas, dada la variabilidad de su composición mineralógica, comparten algunas propiedades positivas y negativas de las rocas ígneas y sedimentarias, por lo que es difícil establecer pautas generales de uso. A modo de ejemplo puede señalarse que la presencia de pequeños cristales de pirita (sulfuro de hierro) en algunas rocas, como las pizarras, puede destruir su belleza ornamental por oxidación bajo la acción de la lluvia y el oxígeno del aire, al descomponerse en ácido sulfúrico y óxidos de hierro que atacan y manchan el material. Por el contrario esos mismos cristales de pirita son parte constitutiva del valor ornamental del lapislázuli, que sólo se usa para revestimientos en ambientes cerrados y objetos decorativos de uso interior, los que al no estar expuestos a la intemperie corren mucho menos riesgo de alterarse químicamente.
Cuadro descriptivo de los principales tipos y características de las rocas metamórficas derivadas de rocas sedimentarias en función del aumento de la presión y la temperatura. Las migmatitas se forman cuando parte de la roca alcanza a fundirse y recristalizar. Obsérvese que cada uno de los tipos tiene como protolito al tipo inmediatamente anterior, dado que se trata de una evolución continua en la que solamente se destaca el diferente comportamiento de los minerales ricos en Sodio y Potasio y los ricos en Hierro y Magnesio que, al concentrarse forman finalmente las bandas claras y oscuras de los gneises.
Cuadro descriptivo de las rocas metamórficas que no se encuadran en la clasificación anterior. Las milonítas son rocas que, como consecuencia de los procesos tectónicos que deforman las rocas, han sido fuertemente trituradas, pero que luego han vuelto a “soldar” las partículas que las constituyen, son un caso extremo, de grano fino o muy fino, de las brechas de falla que aparecen al final de la tabla. La corneana es generalmente una roca sedimentaria que, durante el proceso de metamorfismo, ha sido contaminada por la incorporación de materiales provenientes de la circulación de fluidos hidrotermales contaminados con compuestos químicos provenientes de magmas cercanos, lo que provoca la formación de nuevos minerales. La antracita es un derivado de los carbones vegetales asociados a las rocas sedimentarias, su evolución pasa de turba a lignito, a hulla y, finalmente, a antracita, que es el carbón más rico en materia orgánica y, por lo tanto, de mayor calidad como combustible.
Algunos ejemplos de rocas metamórficas
