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Subproyectos Fase I


Tarea 1.- Diagnosis y durabilidad en materiales de construcción del Patrimonio Actual e Histórico.

Instituto Tecnológico de Rocas Ornamentales y Materiales de Construcción (INTROMAC) y Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV).
Coordinador del proyecto o investigador responsable: Mª Isabel Mota (INTROMAC) y Víctor Francisco (CTCV).

Justificación

 Necesidad de la conservación del Patrimonio Actual e Histórico, con el fin de poder transmitir a las generaciones futuras nuestro legado.


 El valor histórico de un monumento reside en su capacidad para representar, de forma singular, una determinada etapa del devenir artístico, por lo que interesa desde su estado inicial, y exige que se garantice su fiabilidad como documento. El sentido de la intervención restauradora sería el de detener su proceso de degradación, entendiendo que las modificaciones sufridas pertenecen, de igual forma, a su dimensión documental. Es por ello que una catalogación en la que se haga referencia explícita, de los materiales que forman parte del monumento, no sólo enriquece sino que evita actuaciones indeseadas.

 Actuar sobre un edificio existente comporta una complejidad importante y exige una especialización tanto de los técnicos como de los operarios que han de llevarla a cabo. En este sentido, hay que tener un cierto dominio de las lesiones que se nos puedan presentar y de las herramientas de inspección y pruebas de laboratorio adecuadas a la diagnosis específica de cada caso. También resulta imprescindible disponer de un buen conocimiento de los materiales y de las técnicas más idóneas a aplicar.
 

Se sabe que la intervención efectuada en fachadas de monumentos pretende minimizar las alteraciones en los colores y tonalidades que sufren los materiales con el paso del tiempo, mediante procesos de limpieza, uso de consolidantes y nuevos materiales (como por ejemplo morteros de restauración), que se utilizan en la restauración de los elementos constituyentes de las fachadas de edificios. Se pretende realizar el estudio y análisis de las alteraciones producidas en los materiales, por las intervenciones y envejecimientos en los mismos, de modo que se puedan elaborar modelos de alteración de los materiales originales además de buscar las posibles soluciones a partir de productos que se utilizarán durante la conservación y restauración del monumento.

Objetivos

El objetivo principal es estimular el conocimiento de los materiales tradicionales así como su propio mantenimiento en el contexto de nuestra sociedad contemporánea, siendo ellos mismos componentes importantes del patrimonio cultural. Para la obtención de este objetivo principal se desarrollarán los siguientes pasos:

  1. Establecimiento de una metodología para la caracterización de materiales de construcción, que sirva para esclarecer problemas de tipo histórico y contribuir a dar solución a problemas de conservación, ya sea poniendo de manifiesto su estado de alteración (como alteraciones cromáticas) o aspectos técnicos y constructivos. 
  2. Realizar la caracterización de materiales pétreos, cerámicos, morteros y hormigones en los Bienes Culturales seleccionados; considerando que la investigación que se realice formará parte de los estudios previos del inmueble.
  3. Investigación, diagnosis y tratamientos de estos materiales para afrontar la conservación e intervención de la arquitectura histórica desde una perspectiva más seria y objetiva.
Tarea 2.- Aplicaciones industriales de los Subproductos de la Industria Extractiva y Transformadora de Rocas Ornamentales.

Instituto Tecnológico de Rocas Ornamentales y Materiales de Construcción (INTROMAC), empresas del sector, Cluster Rocas Ornamentales.
Coordinador del proyecto o investigador responsable: Raquel Lozano Vázquez y Oscar Ercilla Herrero (INTROMAC).

Justificación

O subsector da indústria das rochas ornamentais compreende as unidades de extracção e as unidades de transformação. As primeiras destinam-se à remoção do material pétreo das pedreiras, enquanto as segundas são especialmente destinadas ao processamento com vista à melhoria das qualidades estéticas, levando a um aumento do seu valor comercial. Qualquer uma destas actividades gera grandes quantidades de resíduos provenientes quer do desmonte, quer do corte, serragem e polimento das rochas (produzindo-se actualmente para cima de doze milhões de toneladas / ano de resíduos de massa mineral e um valor superior a um milhão de toneladas / ano de lamas). Tais resíduos (fragmentos de rocha ornamental sem valor comercial, dolomias, lamas) são acumulados a céu aberto com implicações ambientais de variada ordem, destacando-se a destruição do coberto vegetal, alterações profundas na topografia do terreno, perturbações significativas nas linhas de água superficiais, bem como fortíssimos impactes visuais.

Todos esses resíduos (fragmentos de rochas ornamentais, dolomias, lamas, terra rossa) possuem grandes potencialidades atendendo às suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas, podendo facilmente ser classificados de subprodutos.
 Atendendo ao facto que um único destino industrial destes subprodutos, dificilmente resolveria os problemas causados pela acumulação em escombreiras e depósitos, o presente projecto pretende assim, desenvolver linhas de investigação no que diz respeito à aplicação destes subprodutos.

Según el Estudio de Vigilancia Tecnológica realizado por INTROMAC “Novedades Tecnológicas en el proceso de transformación de la piedra Natural” en le que se han interrogado tanto patentes como artículos científicos y cuyo Depósito Legal es: BA-595/2008, las principales líneas de investigación en materia de reciclaje y utilización de los Residuos y Lodos es el uso de los residuos para la construcción, la recuperación de suelos contaminados por bacterias causados por la aplicación localizada de pesticidas; así como su aplicación como aglutinante de pinturas o en la elaboración de resinas.

Objetivos

El objetivo principal es estudiar precisamente las posibles aplicaciones industriales a los subproductos originados por la industria del Granito, cuyo principal destino actualmente es la acumulación en escombreras. Las líneas de investigación que se proponen para estás aplicaciones son:

  1. Aplicaciones de residuos de granitos para uso en Obras e Ingeniería Civil: áridos paramezclas bituminosas y zahorra artificial según nomartiva PG-3).
  2. Estudio de las Aplicaciones de los residuos de piedra natural para usos en Construcción:losas, áridos para hormigón según la nueva EHE, aglutinante de pinturas...etc
  3. Estudio de Aplicación en recuperación de suelos contaminados por pesticidas...etc.
  4. Aplicaciones de residuos de granitos para resinas.


Todos estos estudios se realizarán en laboratorio, no llegando a la Fase de industrialización.

Tarea 3.- Desarrollo de un sistema de monitorización online de la degradación de estructuras de hormigón armado.

Instituto Tecnológico de Rocas Ornamentales y Materiales de Construcción (INTROMAC), Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Portalegre del Instituto Politécnico de Portalegre (ESTG-IPP).
Coordinador del proyecto o investigador responsable: José María Ávila Macías (INTROMAC), Paulo Brito (ESTG-IPP).

Justificación

 Por razones de orden geográfico y de estrategia de desarrollo, muchas de las principales infraestructuras del país y respectivas obras de arte han sido construidas en zonas marítimas e industriales, alrededor de las ciudades más grandes. Por otro lado, las arquitecturas se volvieron más atrevidas, es decir, más leves lo que normalmente es sinónimo de menor densidad de recubrimiento de las armaduras. Como es evidente, la conjugación de estos factores ambientales, propios de la civilización y de ingeniería, potencia el surgimiento anticipado y con mayor probabilidad de fenómenos corrosivos con implicaciones graves para la duración de las armaduras de hormigón armado y constituyen, de este modo, un desafío importantísimo para los técnicos que se dedican a la conservación de este tipo de estructura. Otro aspecto que hay que tener en cuenta, es la necesidad de construir estructuras de hormigón armado con un costo mínimo a lo largo de su ciclo de vida, es decir, con un mínimo de intervenciones de reparación que han llevado a la búsqueda de nuevos materiales y aditivos para el hormigón, cuya contribución para la duración de las estructuras, a largo plazo, todavía no fue debidamente evaluada.

En este contexto, el examen continuo de la degradación de una armadura de hormigón armado en uso, o sea la monitorización de su corrosión y duración, es, cada vez más, un imperativo requerido tanto por la industria de construcción civil como por los gestores de obras públicas en la perspectiva de obtener información útil en cuanto a la toma de decisiones, así como en lo referente a los aspectos de mantenimiento, de seguridad y de control ambiental. La inspección tradicional, además de indispensable, presenta dos inconvenientes: su carácter periódico, relativamente limitado, y la exigencia de utilización intensiva de recursos humanos y materiales. La alternativa es la monitorización continua, online, con el auxilio de equipamientos y el conjunto de sondas permanentemente instalados en las estructuras.

Una de las principales causas de la degradación de las armaduras de hormigón armado, principalmente en ambientes agresivos como los marítimos y urbanos, es la corrosión del acero de sus armaduras. Ya se sabe que el acero en el interior del hormigón encuentra un ambiente químico que, siendo favorable a los fenómenos de pasivación del hierro, le confiere una elevada resistencia a la oxidación. Todavía, tal resistencia tiende a disminuir drásticamente cuando el medio presenta contenidos relativamente elevados de cloruro, sulfatos o carbonatos, fáciles de encontrar, en instalaciones marítimas, urbanas e industrias. En esos casos, el acero pasa a la situación de corrosión electroquímica activa con degradación progresiva de la estructura de hormigón armado. Debido a su estrecha relación con los mecanismos de este tipo de degradación, técnicas electroquímicas de examen de la corrosión del hierro han acabado siendo los más seriamente considerados, en la literatura, para cumplir la misión de monitorización de la durabilidad de las armaduras de hormigón armado. Tales métodos incluyen técnicas como la de la conductividad/resistencia del hormigón envolvente, del potencial de corrosión del metal en el hormigón, de la velocidad y de otros parámetros importantes para el fenómeno de la corrosión a través de los métodos de la resistencia a la polarización lineal, de la voltametría cíclica, de la espectroscopia de impedancia electroquímica y del ruido electroquímico.

Para posibilitar una visión global del estado de la estructura lo más exacto posible a la realidad, la monitorización  e la duración de armaduras de hormigón armado deberá, ciertamente, conjugar información del propio hormigón, es decir de “corrosión”, como del estado del hierro, posibilitando un examen más funcional del estado del ciclo de vida en el cual se encuentra la armadura: si en una fase de iniciación de un proceso corrosivo, donde los parámetros sobre la “corrosión” del hormigón en su capa de recubrimiento serán, sin duda, fundamentales, o si ya en pleno desarrollo del proceso de corrosión de las armaduras, siendo aqui importante saber a qué velocidad se produce la degradación del metal.

Con este proyecto, se pretende esencialmente desarrollar una metodología de examen instantáneo del ciclo de vida de estructuras de hormigón armado instaladas en ambientes potencialmente agresivos. Para esto es necesario, en primer lugar, desarrollar un conjunto de sondas y sensores con la necesaria estabilidad química y física, de modo que puedan ser introducidas en el interior del hormigón y que, de una forma reproductible, permitan obtener informaciones electroquímicas, químicas y físicas sobre la estructura de hormigón armado, tales como, temperatura, conductividad iónica del hormigón, valor de pH, humedad, contenidos de cloruro del hormigón, potencial electroquímico y velocidad de corrosión del hierro que, analizadas de forma conjunta, son la base de la metodología de evaluación.

El estudio propuesto tendrá como soporte experimental un conjunto de ensayos que serán realizados a nivel de laboratorios sobre morteros de hormigón armado que serán envejecidos artificialmente por acción de ciclos de neblina salina, de temperatura y de carbonatación, morteros donde previamente se instalarán los conjuntos de sondas y sensores referidos. En una segunda fase, se pretende validar la metodología de examen basándose en ensayos “en servicio”, a través de la instalación de los conjuntos de sondas/sensores, que mejor rendimiento presenten en los ensayos de laboratorios, en estructuras reales erigidas en zonas de reconocida agresividad, las ya citadas, zonas marítimas y zonas urbanas.

La comprobación de los resultados obtenidos por las sondas instaladas en los morteros de laboratorios será hecha a través de medidas u observaciones directas basadas en análisis químicos e inspecciones visuales destructivas de los  "morteros”.

Objetivos

Con este proyecto se pretende alcanzar dos de los grandes objetivos:

  1. El desarrollo de sistemas de electrodos y otras sondas para incorporar de forma permanente en el interior de estructuras de hormigón armado, que sea sólido desde el punto de vista mecánico y químico, de modo que se obtenga durante el mayor tiempo posible durante la vida útil del edificio, un conjunto de medidas electroquímicas, químicas y físicas precisas y reproducibles tales como: la conductividad iónica/resistencia electrolítica del hormigón ; el potencial de corrosión del armazón y /o de sondas representativas; la velocidad de corrosión del acero blando de sondas representativa con base en la técnica de la resistencia a la polarización linear; la relativa y la temperatura en el interior del hormigón; el valor del pH del hormigón bien como la concentración de iones cloruro a través de eléctrodos sensores adecuados. Se pretende, además, en el contexto de este objetivo, desarrollar equipamientos de adquisición de los datos, en tamaño reducido, que puedan ser instalados en situaciones reales (en obra).
  2. Desarrollar una metodología de evaluación del estado de la estructura a lo largo de su ciclo de vida de estructuras del hormigón armado, sujetas a ambientes agresivos en relación a la degradación del hormigón y del hierro, con el objetivo de calcular el tiempo de vida útil restante, basándose en la información continua proporcionada por las mediciones electroquímicas, químicas y físicas, realizadas por los sistemas de monitorización embebidos en la estructura.