CONVERSA
VOCES EN LA CONSERVACIÓN
Reducción del agua de saturación en objetos de soporte leñoso mediante la aplicación de arena para gatos en los tratamientos de conservación
Por Lic. Raissa Palacios Quiróz
Raissa Palacio Quiroz
Licenciada en Restauración y Museología por la Universidad Tecnológica Equinoccial (U.T.E) (Ecuador). Actualmente se encuentra cursando una maestría en el Diagnóstico del Estado de Conservación del Patrimonio Histórico por la Universidad Pablo de Olavide (España). Posee experiencia en Museología y Museografía en Museos de la ciudad de Quito; participación en proyectos de restauración de carácter internacional; investigación de materiales e identificación de especies forestales empleadas en el patrimonio cultural en conjunto con la UTE; líder de proyecto para el diseño e implementación del Centro de Investigación de la Memoria y Patrimonio en territorio; capacitadora de Gestores Culturales; fundadora de la Organización GECI-Gestión y Conservación. Actualmente labora como Catalogadora de Bienes Muebles Regional del Instituto Nacional de Patrimonio Cultural.
RESUMEN
En lo que respecta a la preservación de bienes muebles con soporte leñoso, la estabilización de la materia mediante el control de los factores de alteración que la degradan, constituye el principio de su conservación.
Dentro de los factores de alteración del soporte leñoso, esta investigación describe la humedad, su combinación con agentes bióticos y los deterioros que provocan en la madera.
Para solventar los deterioros (grietas, deformación estructural, pudrición) causados por factores bióticos y abióticos, se pretende utilizar un material absorbente que cumpla con las exigencias y parámetros de calidad empleados en materiales para la conservación y restauración de bienes culturales.
Se contempla el análisis de la arena Cats pride como elemento absorbente capaz de extraer la humedad de la madera de aliso conservando las características estructurales, químicas y estéticas de la misma, durante y después del proceso de secado.
La investigación propone el uso de materiales de bajo costo y fácil adquisición en el mercado, diseñados para otros fines (mascotas).
INTRODUCCIÓN
Los bienes patrimoniales están sujetos a factores de alteración que degradan la materia. Según Moreno (2008), el factor con mayor efecto negativo sobre bienes con soporte leñoso es el exceso de humedad; este factor abiótico tiene diferentes orígenes; de acuerdo a nuestra localización uno de estos orígenes es el clima, los tipos de construcción de los contenedores que albergan obras, problemas de construcción, anegaciones, y en ciertos casos agua empleada para apagar incendios ocasionados por factor antrópico, entre otros.
Un ejemplo de lo mencionado previamente, es el incendio suscitado en el año de 1996 en la Iglesia de la Compañía de Jesús, ubicada en la ciudad de Quito, el cual afectó el retablo de San Francisco Javier (Egas, 2008). El agua utilizada para apagar el incendio fue adsorbida por la madera ocasionando su saturación y posteriormente deterioros ligados a factores abióticos y bióticos.
La cantidad de agua que puede absorber un bien con soporte leñoso depende de cuan higroscópica es la madera; esta propiedad es la responsable de los movimientos de hinchazón y merma. Si la madera al adsorber agua alcanza el punto de saturación de la fibra, estos movimientos pueden afectar la estructura interna y externa del bien provocando rotura de fibras, grietas y deformaciones. (Martín 2005, Navarrete 1998); la eliminación del exceso de humedad busca estabilizar la madera y conseguir que sus movimientos sean mínimos. (Arredondo, 1992).
El exceso de humedad facilita el desarrollo y proliferación de factores bióticos (hongos, bacterias o insectos) que degradan la materia orgánica; la combinación de estos con la humedad y los deterioros que ocasionan, son factores que se contemplan en la presente investigación.
Existen varios métodos para conseguir la reducción del contenido de humedad en bienes confeccionados en madera; los más usados emplean deshumidificadores, bolsas de sílica gel (gel de sílice), secado al ambiente y secado al horno.
El mecanismo de acción de estos métodos no trata directamente la humedad de la pieza, sino que absorbe la humedad del contenedor donde se ubica el objeto (Thomson, 1998).
En Ecuador, uno de los materiales utilizados para el control de humedad en bienes de soporte leñoso son las bolsas de gel de sílice [1], la desventaja con este producto es que no es de contacto, es un material de importación y es costoso (Arancel Nacional de importaciones V enmienda, resolución Nº 59 del Tomo 1. Publicado en el R.O. No 351-28 de diciembre del 2012, Quito).
Un ejemplo del uso de bolsas de sílica gel como absorbente es su aplicación insitu en la Iglesia de la Compañía de Jesús, con el fin de resolver los problemas de humedad ocasionados tanto por el clima como por el incendio mencionado anteriormente. Según Carrera (2008) se han obtenido buenos resultados en el control de la humedad tanto de los bienes culturales (largo plazo) como del ambiente (humedad relativa).
La degradación por exceso de humedad de bienes elaborados en madera, el alto costo de los materiales de absorción utilizados en el campo de la conservación de bienes culturales; fue el eje principal para desarrollar este trabajo de investigación, recurriendo a un material compuesto por un mineral poroso, granular, sólido con propiedades absorbentes y bacteriostáticas, que disminuya tanto la degradación estructural como biológica de la madera; tomando en consideración la aplicación de procedimientos, técnicas y materiales apropiados a los problemas detectados en los bienes.
METODOLOGIA
Sitio de Estudio: La presente investigación fue realizada en la ciudad de Quito, Ecuador, de enero a julio del 2016. Por su altitud (2.850 msnm), el clima de esta ciudad corresponde a una zona templada, sin embargo las variaciones de humedad y temperatura son significativas. Según SISAGRO (2014), existen 15 tipos de clima en el Distrito Metropolitano de Quito, con temperaturas que oscilan entre los 10 a 27ºC.
De acuerdo con el Análisis estadístico de datos meteorológicos mensuales y diarios para la determinación de variabilidad climática y cambio climático en el Distrito Metropolitano de Quito (2012), elaborado por la Universidad Politécnica Salesiana; se determina que los relieves del DMQ son la razón fundamental para la distribución de la humedad en la zona.
Diseño experimental: La investigación se realizó en dos etapas, la primera tuvo como finalidad la selección y acondicionamiento de los materiales; la segunda tuvo como objetivo la aplicación (fase experimental) de los materiales seleccionados. Por tanto las fases contemplaron: selección de la especie de madera, categorización de las probetas en niveles de deterioro, saturación de las probetas hasta el punto de saturación de la fibra, determinación de la cantidad y aplicación del absorbente y tres repeticiones. La especie de madera utilizada fue aliso (Alnus spp), proveniente de residuos del retablo de la nave norte de la Iglesia de San Francisco; el material absorbente y profiláctico, marca Cats pride, adquirida en el mercado local.
De acuerdo a las variables el diseño experimental arrojó un total de 12 probetas a ser analizadas; sin embargo se resolvió elaborar 16 con el fin de examinar más elementos y los datos que estos arrojen.
Selección y acondicionamiento de los materiales: Para determinar la especie de madera se consultó a Acosta (1960), quien de acuerdo al oficio (ebanistería, carpintería, tallado, entre otros) nombra al cedro (cedrela rosei) como una de las especies más utilizadas durante la época colonial para la elaboración de objetos que actualmente denominamos bienes patrimoniales, por tanto se procuró que la madera utilizada para la investigación procediera de bienes patrimoniales que por su estado de conservación ya no sean considerados como tales, en este caso se usaron fragmentos que anteriormente pertenecieron al retablo de la nave norte de la iglesia de San Francisco. La identificación de la madera la ejecutó el Instituto Nacional de Patrimonio Cultural y el análisis dio como resultado madera de aliso (Alnus acuminata).
Por otra parte, como material absorbente se utilizó la arena higiénica Cats pride, la misma está compuesta por granos cuyo tamaño oscila entre los 4 a 5mm, con colores blanco y azul. La identificación y cuantificación del material absorbente se realizó a través de un análisis de difracción de Rayos X; que estableció como componentes a la montmorillonita (51,84%), la vermiculita (19,65%), cuarzo (12,82%), andesine (7,69), dickita (6,03%), paligorsquita (1,91%) y otros componentes minoritarios (0,06%); siendo otorgado la coloración azul del material por la paligorsquita.
Para dar inicio a los ensayos que se ejecutarán durante la primera fase del diseño experimental, se obtuvieron las probetas, mismas que fueron extraídas de una sola sección (bloque) y cortadas según la Norma DIN 52182 (Deutsche Industre Norm) en sentido de la dirección de las fibras, acorde a esto las dimensiones fueron de 3x3x10cm.
Posteriormente, de cada una de las 16 probetas obtenidas, se tomó la medida inicial (largo, ancho y espesor) con ayuda de un pié de rey, seguidamente con una balanza digital se obtuvo el peso individual de las probetas, y con estos datos se determinó la densidad ambiente mediante la siguiente formulación:
Fórmula:
Concluida la selección de los materiales y obtenida la densidad ambiente de las probetas, se procedió al acondicionamiento de las mismas; para esto se introdujeron las probetas a la estufa (Norma UNE 56-528-78) durante 24 horas a temperatura inicial baja y elevándose cada dos horas hasta llegar a 103°C ± 2ºC.
Una vez acondicionadas se eligió una probeta al azar, resultando la probeta Nº 3, y acorde a la norma UNE 56-531-77 se realizaron tres pesadas sucesivas con un intervalo de 10 minutos, hasta constatar que la diferencia de masa entre las pesadas sea menor o igual a 0,1%.
Constatada la diferencia de masa del 0,1%, se pesaron una vez más las dieciséis probetas con el objetivo de calcular la densidad anhidra y separar posteriormente las probetas de acuerdo al nivel de deterioro. Después de pesadas se guardaron en contenedores plásticos sellados hasta el momento del ensayo.
El cálculo de la densidad anhidra se realizó bajo la siguiente formulación:
Donde:
m= masa (g) de la probeta en condición anhidra.
v= volumen (cm3) de la probeta en condición anhidra.
La determinación de los grupos de deterioro se realizó mediante el programa estadístico Infostat; utilizando la herramienta categorizar, se clasificó los datos de densidad anhidra en dos intervalos probabilísticos; siendo el límite superior de la categoría C1= 0,35376 y C2=0,39372.
Es necesario recalcar que las probetas 9 y 15 no se tomaron en cuenta para la categorización por no cumplir con los parámetros especificados por la Norma DIN 52182 descrita previamente.
Para el estudio de los datos se realizó un análisis de varianza tomando como variables dependientes la densidad anhidra y el tiempo de secado, y como variable de clasificación los grupos de deterioro (CATdns anhidro). Como resultado del análisis el R2 Aj dio un valor de 0,00; estableciendo que la diferencia entre los grupos de deterioro es mínima.
Para finiquitar esta primera etapa previa la fase experimental y aplicación del absorbente, se midió el pH de la madera utilizando tiras indicadoras, agua destilada e hisopos, se esperó unos segundos hasta que la tira cambiara de color; posteriormente se comparó los resultados obtenidos con un modelo estándar de indicadores, midiendo un pH 5 que de acuerdo con la escala de pH es (ácido).
Por último se ejecutó la saturación de la fibra de las probetas, colocándolas en un recipiente y sometiéndolas al calor por el lapso de dos horas hasta el punto de saturación de la fibra. Se constató la saturación de las probetas al hundirse estas en el recipiente.
Fase experimental: La aplicación de los materiales consistió en varios puntos, entre los cuales citamos: establecer la cantidad a utilizarse de material absorbente, para el propósito se analizó los instrumentos que conformaron parte del proceso de aplicación y que influyeron en el cálculo de determinación de la cantidad de arena.
Es necesario indicar que la forma de aplicación del absorbente fue de la misma altura de la probeta, de forma que esta quedó cubierta en sus caras laterales, cara inferior y sus extremos. Cabe señalar que el peso de la probeta no forma parte de los cálculos para el análisis de la cantidad de arena aprovisionada a los recipientes.
Después de aplicado el material secante se procedió a la medición del porcentaje de absorción de humedad, mismo que se obtuvo pesando cada probeta cada 24 horas (Norma UNE-EN 13183-1) por un lapso de 9 días; durante ese lapso de tiempo fueron secándose gradualmente cada una de las probetas en diferentes porcentajes y tiempo, alcanzando en la mayoría de los casos el peso ambiente inicial.
Cabe señalar que la probeta 16 una vez que llegó a su peso ambiente inicial se mantuvo en contacto con el absorbente, con la finalidad de observar posibles deformaciones en la superficie de la madera.
El registro de pesos se llevó a cabo en Excel, obteniéndose de cada probeta un porcentaje promedio de secado, porcentaje promedio de secado pendiente y el tiempo de secado en horas.
Para comparar los resultados de la medición de pH previo a la aplicación del absorbente y constatar cambios en el potencial de hidrógeno se resolvió realizar nuevamente una medición post aplicación del material secante. La medición de pH se efectuó de la misma forma que la prueba previa, en este segundo test se midió un pH ligeramente ácido.
Análisis de costos: Una vez determinada y agregada la cantidad de arena en los contenedores plásticos, 145,49g de arena por cada probeta con dimensión de 3 x 3 x 10cm, se puede calcular el costo actual para la implementación del material en el secado de madera.
La arena Cats pride de 4,53k de producto, tiene un costo en el mercado ecuatoriano de 11 dólares con nueve centavos (USD $ 11,09). Podemos tomar como medida referencial que 1 kg = 1.000 g; el cálculo de volumen de producto es 4,53 k, es decir 4.530 g, por tanto se establece que el costo del producto dividido para la cantidad de producto en gramos, da como resultado 0,00245 dólares por gramo de arena.
Si multiplicamos el valor obtenido (0,00245 dólares) por los 145,49 g que se aplicó a cada probeta para la absorción de la humedad, tenemos que el costo de implementación del material en el secado de madera es de 0,36 dólares por probeta.
1.- $11,09 / 4.530 g = 0,00245 dólares por gramo de arena.
2.- 0,00245 dólares multiplicado por 145,49 gramos = 0,36 dólares por probeta.
RESULTADOS
El análisis realizado a la madera, planteó la utilización del aliso (Alnus acuminata) en la ebanistería; el uso se corrobora con su identificación en una investigación doctoral previa (Benítez, 2009) realizada en madera de un Conjunto Conventual de la ciudad de Quito.
En lo que respecta a las pruebas de pH que se realizaron previa y posteriormente a la aplicación del absorbente, midieron un pH 5 y 6 respectivamente, este valor en la escala de pH resulta ser ligeramente ácido. En efecto se observa una modificación del pH, demostrando que el absorbente mejora el potencial de hidrógeno en la madera acercándolo a neutro; sin embargo una vez retirado el absorbente de la probeta aún con saturación de fibra, esta modificación no inhibe el desarrollo y proliferación de hongos debido a que estos se desarrollan en esos niveles de acidez; por lo tanto el pH del medio de cultivo es determinante en el comportamiento de estos microorganismos.
Organolépticamente se observa que el absorbente está constituido por granos de color blanco y azul; previo a la aplicación de la arcilla sobre las probetas se temía que el color manchara la superficie de las mismas; durante el seguimiento del proceso de absorción no se observó ningún cambio de coloración en la superficie de la madera demostrando que el absorbente puede ser utilizado en la conservación de bienes culturales ya que no altera sus características estéticas; no obstante los granos del absorbente más próximos a la superficie de la probeta cambiaron a una tonalidad grisácea dando a entender que su estructura estaba saturada y que era necesario renovar la arena.
Durante el seguimiento del proceso de absorción mediante pesos, se registraron valores que iban demostrando la disminución del agua en la madera. En las primeras 72 horas de secado solo una probeta (14) fue retirada del absorbente, en las 96 horas siguientes alcanzaron su peso ambiente inicial 6 probetas (12, 7, 3; 11, 5, 1) siendo las tres primeras del grupo de deterioro C1 y las tres últimas del grupo C2; manifestando que la separación de las probetas en los grupos mencionados no influye en el tiempo de secado; el porcentaje promedio de absorción durante este tiempo fue de 76,40%.
Se deduce que la absorción registrada independientemente del grupo de deterioro, se debe a que las probetas provenían de un mismo bloque de madera con iguales características estructurales; deducción que se confirma con los resultados del análisis de varianza realizado. El proceso de secado concluyó con el retiro de la última probeta (8) a las 216 horas; siendo el porcentaje promedio general de absorción de 101, 23%. A pesar de que en algunas probetas el secado se excedió en 1%, no se observaron deformaciones como grietas y separación de fibras, demostrando que la absorción se produjo de forma gradual, es decir que la humedad interna emigró hacia la superficie siendo absorbida por la arcilla de manera no agresiva, determinándose que la capacidad de absorción fue satisfactoria.
Los resultados de los cálculos realizados para determinar la viabilidad económica de la implementación del material propuesto en la conservación de bienes culturales, dieron como resultado que se requiere USD $0,36 centavos de dólar por cada 90 cm3 de materia.
Otras arcillas absorbentes como el gel de sílice son costosas en nuestro medio, según la partida arancelaria Nº 2811.22.10 de este producto, el gel de sílice posee una tarifa del 0% (Arancel Nacional de importaciones V enmienda, resolución Nº 59 del Tomo 1. Publicado en el R.O. No 351-28 de diciembre del 2012, Quito). Podemos deducir que el costo del producto no está determinado por su carga arancelaria sino por los valores de traslado y logística integral demandados por el grado de elaboración del producto.
CONCLUSIONES
La identificación de la madera de aliso aporta al conocimiento de otras especies forestales, además del cedro, utilizadas en la manufactura de objetos considerados actualmente bienes culturales, en determinado momento de la etapa colonial.
Concerniente al porcentaje de secado los resultados indican que el absorbente tiene una alta capacidad de absorción, esto se constata con el número de probetas retiradas del absorbente en las primeras 96 horas; además si se compara el tiempo de secado del absorbente con la probeta secada al ambiente, la cual alcanzó su peso inicial después de 216 horas, se deduce que la aplicación del absorbente permite secar la madera de forma rápida sin causar cambios físicos o químicos, efectuando el tratamiento de secado lo antes posible, evitando el avance del deterioro en el bien y cumpliendo con la conservación del mismo; siendo el porcentaje promedio de absorción de 101, 23%, en un tiempo de 216 horas.
De acuerdo con los resultados del proceso de secado y el análisis de los mismos en el programa estadístico Infostat, no existe diferencia estructural, humedad, porosidad, entre las probetas, por tanto el absorbente se hinchó, cambio su coloración y absorbió el agua de la misma forma en los dos grupos de deterioro.
Se puede concluir que el absorbente diseñado en principio para arena higiénica de animales de compañía puede ser utilizado para la conservación de bienes culturales debido a los resultados obtenidos en esta investigación donde tanto la superficie de la madera como su estructura no se ven alteradas y se consigue absorber la humedad hasta llegar al peso ambiente inicial o de equilibrio en la madera.
En cuanto a costos, se determina que el material utilizado en esta investigación es económico y de fácil adquisición, convirtiéndolo en un método idóneo para su implementación; a su vez amplía el catálogo de productos para la conservación de bienes culturales con soporte leñoso en el mercado local.
La arena puede ser aplicada en objetos de madera vista, esculturas de pequeño y mediano formato sin policromía que se encuentren en contenedores (Iglesias, conventos, museos, entre otros) que tengan problemas de excesiva humedad; objetos de madera con punto de saturación de la fibra que hayan sido afectados por catástrofes naturales (inundaciones) y factor antrópico.
REFERENCIAS
[1] Gel de silicio o sílica gel (dióxido de silicio) es un compuesto químico formado a partir del silicato sódico. Es granular y poroso; esta última característica es la que lo hace capaz de absorber humedad (Canham, 2013).
BIBLIOGRAFÍA
- Acosta Solís, M. (1960). Maderas Económicas del Ecuador y sus usos. Quito: Editorial Casa de la Cultura Ecuatoriana.
- Álvarez Berenglier, A; Duch Martínez, I; Arias Moreno, E y Holgado Pérez, Luis. (2005). Composición absorbente e inhibidora de la formación de malos olores en lechos para animales; método para su preparación y su uso en lechos higiénicos para gatos. Madrid. PDF.
- Arredondo, F. (1992). Madera y corcho. Editorial: E.T.S. Ingenieros de caminos. Madrid.
- Barkman, L. (1975). The Preservation of the Warship Wasa. In ODDY, W.A. (ed.) Problems in the Conservation of Waterlogged Wood. (Maritime Monographs and Reports, nº 16). Greenwich: National Maritime Museum, 1975, pp. 65-105.
- Benítez, J. (1999) Estudio de los ensambles empleados en la construcción de retablos pertenecientes a iglesias patrimoniales quiteñas. Tesis de grado, Universidad Tecnológica Equinoccial. Quito, Ecuador.
- Benítez, J. (2009) Valoración del deterioro de la madera y la efectividad de su consolidación, midiendo la frecuencia fundamental de oscilación. Estudio experimental aplicado a la tablazón de los artesonados de la iglesia de San Francisco. Tesis Doctoral, Universidad Politécnica de Valencia. Valencia. España.
- García, Guindeo, Peraza y Palacios. (2003). La madera y su anatomía. Fundación Conde del Valle de Salazar. Madrid: Ediciones Mundi- Prensa. AITIM.
- García Fortes, Salvador; Flos Travieso, Núria (2008). Conservación y restauración de bienes arqueológicos. España: Editorial Síntesis.
- Hofmann, P.; Geoffre y, D. (1990). Structure and degradation process for waterlogged archaeological wood. IN ROWELL, R. M.; Barbour J. (ed.) Advances in chemistry series 225.
- Jiménez Carrera, M. (2008). “La Restauración de obras de arte de la Iglesia de la Compañía: un proceso múltiple con proyección nacional”, en Radiografía de la piedra. Los Jesuitas y su templo en Quito, Varios, Colección Biblioteca Básica de Quito No. 17, Fondo de Salvamento del Patrimonio Cultural. Quito: FONSAL.
- López de Roma, A. (1985). Conservación y tratamiento de maderas extraídas en un medio subacuático. En VV.AA. La madera en la conservación y restauración del patrimonio cultural. Madrid: Ministerio de Cultura, Dirección General de Bellas artes y Archivos, Subdirección General de Arqueología y Etnología, 1985, pp. 13-30.
- Moreno Egas, J. (2008). Radiografía de la piedra: los jesuitas y su templo en Quito. Quito: FONSAL.
- Palaia Pérez, L. (1998).La conservación de la madera en los Edificios Antiguos. Universidad Politécnica de Valencia, España.
- Varios autores. (2007). Arte Colonial Quiteño, renovados enfoques y nuevos actores. Biblioteca Básica de Quito, BBQ/ 14. Quito: FONSAL.
- Zanni, E. (2004). Patología de la madera: degradación y rehabilitación de estructuras de madera. Argentina: Editorial Brujas.