Bóveda de crucería de arista. Torres de Quart, Valencia

lunes, 25 de febrero de 2013

Una experiencia con hormigón romano


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En el transcurso de la Fase I de la restauración del arco romano de Medinaceli (Soria), durante 2003, se puso de manifiesto el precario estado de conservación del monumento, en particular en su zona inferior. Objeto de numerosas intervenciones durante el siglo XX, el aspecto de sus paramentos ocultaba sin embargo una fuerte alteración de los materiales originales.  Una parte del deterioro consistía en la sustracción de elementos estructurales, concentrados en el basamento del soporte occidental y las jambas del correspondiente arco menor de este lado. En el transcurso de los trabajos de restauración se reintegraron con elementos similares a los originales. lo que incluyó la reintegración puntual de la zapata, trabajo que se realizó con un opus caementicium.  

Contexto
El arco romano de Medinaceli se data en el siglo II d.C. Varias campañas arqueológicas han puesto de manifiesto que no se trataba sólo de una construcción honorífica, sino que estaba integrado en un lienzo de muralla romana anterior, por lo que tuvo también función como puerta de la ciudad de Ocilis. Su presencia se interpreta como un ennoblecimiento de la cerca, quizá con motivo del reconocimiento de esta población con el estatus de municipio. Hay evidencias de una transformación de la zona superior con elementos defensivos en épocas posteriores, asociados a la muralla medieval construida sobre la romana. El arco tuvo tapiados sus vanos laterales hasta 1869, y se documenta en esa época su uso como vivienda y cobertizo. Fue declarado Monumento Nacional en 1930. A partir de entonces ha sufrido diversas restauraciones, finalizando la última en 2005. Se trata de una construcción de cantería con piedra arenisca local, de aparejo isódomo colocado a hueso, con abundantes grapas de hierro y plomo en los estribos. Puesto que se erige sobre un terreno muy escarpado –se ha señalado que su ubicación es monumental, para ser visto desde lejos en el fondo del valle- la cimentación se compone de sendas plataformas niveladas, formadas en algunos puntos por la propia roca, en tanto en otros se compone de un banco escalonado de opus caementicium

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Cimentación del arco bajo el basamento Este. 
Fotografía procedente de la excavación arqueológica de 1991

Sobre esta plataforma se levanta un zócalo de arenisca roja que constituye el basamento del arco. Tanto el basamento occidental como las jambas de este lado habían sufrido la pérdida de varios sillares en época indeterminada, habiendo formado un habitáculo en el interior del arco menor cuya finalidad no fue dilucidada. A la hora de plantearse la reintegración, se observó que esta pérdida alcanzaba también a la plataforma bajo el basamento, tanto en el interior del arco como en el costado exterior, correspondiente a la cimentación de la antigua muralla. Se procedió a eliminar por etapas los refuerzos de fábrica de  ladrillo y chapado de piedra de los paramentos –cuyo mortero de cemento era una de las principales causas de deterioro del material original- , y a vaciar los suelos de los rellenos procedentes de otras obras de restauración. Una vez retirados se realizó un seguimiento arqueológico del vaciado hasta dejar a la vista la cimentación original. 




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Discusión de criterios y toma de decisiones

Debido a que se contemplaba la recuperación del basamento con una fábrica semejante a la original (grandes ortostratos de arenisca colocados a hueso) era necesario el macizado de los huecos de la cimentación. En 1984 se realizó un recalce de la esquina NW mediante un batache de hormigón y se recompuso la hilada del basamento por el lado norte con grandes sillares de caliza. La solución más sencilla parecía ser rellenar igualmente con hormigón convencional los huecos, disponiendo de una lámina de plomo entre la cimentación y los sillares del basamento para evitar que ascendiera la humedad y el aporte de sales asociado a la misma. Pero esta zona, a causa de su cota inferior a la de la calle, se caracterizaba por tener una elevada humedad procedente de las escorrentías del pavimento de la calle y del terreno bajo él. Por otro lado, la analítica de los materiales indicaba la presencia de sales asociadas al cemento Portland como una de las principales causas de alteración. Esta situación hizo plantearse sustituir el hormigón convencional por otro que fuera más inocuo desde el punto de vista químico y se planteó la realización de un opus caementicium nuevo.

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A tal efecto se estudió la composición teórica del mismo, según indica Vitrubio y su correspondencia con el opus original (En aquel momento nos resultó muy útil la consulta del estudio de F. Davidovits. Ver  infra)  Se evaluó también, consultando estudios especializados, el grado de alteración química que podía aportar la presencia de materiales como la puzolana natural o la chamota (ladrillo machacado) que son los responsables de que un mortero de cal adquiera propiedades hidráulicas. Por último se realizaron varias probetas para ensayar la capacidad del nuevo material que se quería utilizar. Las muestras se hicieron probetas con mortero (sin canto o árido grueso) de cal grasa cuyo apagado y mantenimiento fue controlado en la obra y variando las proporciones de los siguientes componentes: arena de mina (procedente de Almazán), chamota (residuos de cocción de ladrillo procedentes de la tejera artesanal de Eliseo Corredor en Tardelcuende) y polvo de puzolana natural (suministrado por la empresa CTS). Ha de tenerse en cuenta que los materiales puzolánicos no son meras cargas (áridos) sino que tienen una capacidad aglomerante derivada de su composición: producen un proceso inicial de silicatación y aluminización del calcio de la cal que es lo que confiere una mayor dureza inicial tras el fraguado. Las probetas realizadas con mortero de cal sin aditivos se desecharon ya que –como demuestra la experiencia cotidiana- su resistencia inicial tras el fraguado es muy baja, incluso si se añade un 5% de cemento blanco (BL II/42,5 R) como endurecedor y acelerante. La velocidad del fraguado en las otras muestras se vio también que era muy baja, por lo que se optó por realizar nuevas probetas con adición del mismo porcentaje de cemento blanco. El ensayo de estas probetas (según norma UNE180101) a 28 días indicó los siguientes valores: 

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Resistencia a compresión del mortero con ladrillo machacado: Rc = 22,94 Kg/cm2
Resistencia a compresión del mortero con puzolana: Rc = 99,97 Kg/cm2


Recordemos a título de comparación los siguientes valores:

Resistencia a compresión del mortero de cal y arena (1:3); Rc = 9,18 Kg/cm2
Resistencia a compresión del mortero bastardo (1:4:10);  Rc = 28,56 Kg/cm2
Resistencia a compresión de un mortero convencional de albañilería (tipo M5) fabricado con cemento Portland (tipo CEM I/II);  Rc = 51 Kg/cm2
(Datos extraídos del estudio de F.J. Alejandre y de la normativa vigente)


A la vista de estos resultados la elección fue clara. Un mortero de cal con puzolana se presentaba como una buena alternativa para evitar el uso de cemento Portland.

Haciendo esta retrospectiva es de lamentar no haber podido profundizar algo más en las características de este tipo de morteros. La presencia de polvo cerámico en los morteros y hormigones romanos es muy frecuente como sustituto del material puzolánico natural, pero en nuestro ensayo dio unos resultados muy bajos comparados con éste.  En particular hubiera sido interesante haber podido cuantificar hasta qué punto la resistencia del mortero con aditivo cerámico dependía de la adición del cemento blanco o de los procesos derivados de la silicatación de la mezcla. Obsérvese que la cantidad de cemento blanco de las probetas es un 50% inferior a la empleada en un mortero bastardo convencional, mientras que sus resultados se aproximan.


Desarrollo de los trabajos

La realización de este trabajo no revistió ninguna complejidad especial. El examen del opus original mostraba una ausencia de huecos en la masa del hormigón, y una gran diversidad en el tamaño de los cantos, repartidos de manera uniforme. Esto indicaba que el hormigón no se había amasado de una vez, sino que se había realizado por un lado el mortero, que se había vertido por tongadas y cuajado con cantos, conforme a las descripciones de los estudios en la materia. Se procedió de manera similar, realizando un mortero de consistencia fluida que se vertió en el cajón que formaba la excavación en camas de aproximadamente 10 cm. y se rellenaron con canto calizo procedente de una cantera próxima. Las piedras se escantillaron hasta conseguir acopios de varios gruesos, y se dispusieron en la masa del mortero progresivamente, comenzando por las mayores y apretándolas contra el fondo con un mazo. La propia rugosidad de cada tongada, una vez finalizada, parecía una excelente superficie de unión con la capa siguiente, en el caso de que no se hubiera ejecutado en el mismo día. 

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Del mismo modo se rellenó el hueco de la parte exterior, correspondiente a la cimentación de la muralla, aunque se trata de un elemento que no soporta carga, excepto la de la capa de tierra de la urbanización. Y lo mismo con algún hueco menor, presente entre la roca y el basamento. En estos pequeños espacios se observó que la masa del hormigón así realizada es muy moldeable, y se pude “construir” sin necesidad de hacer un encofrado completo. (Este detalle lo habíamos observado examinando las cisternas del yacimiento de Bilbilis (s. I d.C.), en el que las bóvedas están construidas con un cimbrado interno, pero que han sido modeladas por su intradós, sin necesidad de encofrar los riñones)

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Una vez transcurrido el tiempo de curado se procedió a colocar los grandes sillares del basamento, aislando el sobrelecho del batache de hormigón citado con una lámina de plomo.


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Ficha técnica de la intervención                              

Denominación
Redacción de proyecto y ejecución de los trabajos de restauración del arco romano de Medinaceli

Promotor y Financiación
Consejería de Cultura y Turismo de la Junta de Castilla y León

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2003

Dirección de Obra
Francisco Yusta Bustillo, arquitecto
Carlos Sanz Velasco, restaurador

Empresa adjudicataria
UTE Arco de Medinaceli (CORESAL + CAMINOS Y CONSTRUCCIONES CIVILES S.A)

Coordinación de trabajos de cantería y construcción
Rodrigo de la Torre Martín-Romo

Estudios de petrología y analítica
GEA, Asesoría geológica

Arqueología
Arquetipo, Arqueología y restauración



Referencias

La presente entrada se ha realizado a partir de las notas del cuaderno de obra, los informes técnicos elaborados y la memoria redactada por la empresa adjudicataria, cuya consulta nos ha sido facilitada por el Servicio de Cultura de la Delegación Territorial de Soria de la Junta de Castilla y León,  a cuyo arquitecto territorial,  José María Rincón Arche, expresamos nuestro agradecimiento.

Hemos consultado, además, 

Juan Manuel Abascal, Géza Alföldy (editores), El arco romano de Medinaceli (Soria, Hispania Citerior), Real Academia de la Historia/Universidad de Alicante, Madrid, 2002

Jean-Pierre Adam, La construction romaine. Matériaux et techniques, Picard, Paris, 1989

Francisco Javier Alejandre Sánchez, Historia, caracterización y restauración de morteros, Universidad de Sevilla, 2002

Frédéric Davidovits, Les mortiers de pouzzolannes atificielles chez Vitruve. Evolution et  historique architecturale, Geopolymer Institute, 1995






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