Estudio mineralógico, ficoquímico, mecánico de durabilidad de morteros de cal en el románico en Navarra

Se han estudiado los morteros de diez monumentos del Románico en Navarra: Monasterio de San Pedro de Usún, Parroquia de San Esteban de Iracheta, Iglesia de Santa María de Zamarce, Monasterio de Yarte, Monasterio de Santa María de Irache, Ermita de Nuestra Señora del Campo de Navascués, Basílica de Santa María de Aibar, Parroquia de San Esteban de Arboniés, Puente de Aoiz y Parroquia de San Esteban de Zolina.

Con el término mortero se designa una mezcla constituida por un endurecedor (generalmente cal), una carga inerte (arena) y un medio para dar consistencia plástica trabajable (agua). El conglomerante es el componente que permite unir adecuadamente los elementos estructurales de las paredes de los edificios. Los tipos más comúnmente utilizados son la cal, el yeso y mezcla de ambos en morteros antiguos, y el cemento en morteros modernos. El agregado es el componente que da consistencia a la mezcla. Existen distintos tipos en función de su naturaleza: silíceos, calcáreos, tejo, mixtos (mezcla de los anteriores). El agua es el componente que le va a proporcionar plasticidad y fluidez a la mezcla.

Se han caracterizado de forma completa mediante: análisis morfológico (incluyendo análisis visual y por microscopía óptica), estudio mineralógico por difracción de rayos X (para determinar las principales fases cristalinas), análisis químico (determinación de los componentes principales, sales solubles y espectroscopia infrarroja), determinación de la distribución de tamaño de grano del agregado (análisis granulométrico) y estudios térmicos (análisis termogravimétrico y termodiferencial simultáneamente).

En todos los casos, menos en la Iglesia de Santa María de Zamarce, el mortero es de cal aérea con agregado silíceo. En algunos casos (Irache, Aibar, Yarte y Zolina), se ha observado además la presencia de fases de sulfato de calcio en distintos grados de hidratación y/o dolomita. En Zamarce se trata de un mortero de cal dolomítica con agregado de naturaleza silícea.

Se han preparado distintos patrones con fases que pudieran estar presentes en morteros dolomíticos (hidromagnesita, calcita, cuarzo, óxido de magnesio y/o portlandita) y se han estudiado exhaustivamente por difracción de rayos X y análisis térmicos. Se han establecido las condiciones de medida necesarias para poder observar el fenómeno exotérmico de la hidromagnesita a 500ºC.

Se ha evaluado el comportamiento mecánico de morteros frente a la rotura uniaxial por compresión y se han obtenido tres tipos distintos de comportamiento: unos dentro del rango para un mortero de cal de nueva factura, otro análogo al mortero de cal hidráulica o mixto de cal y cemento y un tercer grupo con resistencias elevadas.

Igualmente se han sometido morteros a envejecimiento climático acelerado, estudiándose su grado de alteración e identificándose los indicadores de alteración aparecidos. Se han observado elevados grados de alteración en muestras que presentaban fases de sulfato de calcio y/o dolomita.

Se ha establecido la existencia de correlación entre el valor de la resistencia a la rotura por compresión y el porcentaje de pérdida de peso tras el envejecimiento climático acelerado, y se ha propuesto una ecuación racional de tipo y=1/a+bx con intención predictiva que relaciona ambas variables, resultando una unión directa entre la cohesión de la muestra (resistencia a compresión) y la durabilidad (evaluada inversamente por el porcentaje de pérdida de peso), de forma que a menor resistencia la durabilidad disminuye.

La selección de materias primas para la elaboración de morteros de monumentos del Románico respondió a razones de disponibilidad inmediata y próxima de esas materias, lo que ha condicionado notablemente la composición y el comportamiento de los morteros.

Se han calculado las composiciones originales aproximadas de las mezclas de los morteros, estableciéndose la relación conglomerante/agregado, para los distintos monumentos en estudio y, por último, se han elaborado algunas pautas de utilidad para la elaboración de morteros de cal de nueva factura que podrían usarse en una eventual restauración