Caracterización microclimática mediante sensores de humedad y temperatura de obras de arte con fines de conservación preventiva

Abstract

[EN] This PhD dissertation deals with the multivariate statistical analysis of microclimatic data for preventive conservation of cultural heritage in several locations: Ariadne's house (Pompeii, Italy), l'Almoina Archaeological Museum (Valencia, Spain) and mudejar church of Santa Maria in Ateca (Zaragoza, Spain). The main objective of this thesis is to propose a methodology for statistical analysis of microclimatic data which can be extended to curators and restorers. The usefulness of the proposed methodology is shown, as it has been successfully applied to the studied cultural heritage sites. Furthermore, corrective actions have been proposed and taken in accordance with the results obtained from the analysis of data recorded at Ariadne's house and the Archaeological Museum of l'Almoina. The effectiveness of such corrective measures has been evaluated through a second monitoring campaign. In the case of Ariadne's house, two monitoring campaigns were conducted. During the first, in 2008, the analysis of the recorded data showed that the transparent polycarbonate roof installed in the 1970s was causing a greenhouse effect harmful to the conservation of the frescoes. The sensors also helped identifying differences between orientations and heights. Following our recommendations, in 2010 the roofs were changed by some opaque fibrocement and thermo-hygrometric data recorded in a second monitoring campaign allowed us evaluating the adequacy of the corrective actions in configuring a more stable microclimate. The Archaeological Museum of l'Almoina is exposed to passers-by through a skylight that covers part of the ruins. A first monitoring campaign in 2010 allowed the thermo-hygrometric characterization of the inner microclimate and the identification of the significant influence of the skylight on the temperature and relative humidity values, causing sharp rises and falls during the daylight hours. In 2013 two corrective measures were implemented and evaluated subsequently through a second microclimatic monitoring campaign conducted at the museum. The mudejar church of Santa Maria is located in Ateca, a town in the province of Zaragoza characterised by cold winters and warm summers. Given the low temperatures in winter, a heating system is used. The results of our analysis have shown that the heating system is turned on only for the celebration of Mass or religious festivities (half hour before the entrance of public at the church), causing extreme cycles of temperature and humidity, especially at the upper parts of the altarpiece due to the rising of hot air (hourly increase of 7 ºC in temperature and a decrease of 11% relative humidity) that are detrimental for the conservation of this artwork.

[ES] Esta tesis doctoral trata sobre el análisis estadístico multivariante de datos microclimaticos para la conservación preventiva en patrimonio cultural: la casa de Ariadna (Pompeya, Italia), el Museo arqueológico de l'Almoina (Valencia, España) y la iglesia mudéjar de Santa María en Ateca (Ateca, España) . El objetivo principal de esta tesis es proponer una metodología de análisis estadístico de datos microclimáticos extensible a conservadores y restauradores. Se demuestra la utilidad de la metodología propuesta, ya que ha sido posible caracterizar los sitios del patrimonio cultural estudiados. Además, se han propuesto y adoptado acciones correctivas de acuerdo con los resultados obtenidos del análisis de los datos registrados en la casa de Ariadna y el Museo arqueológico de l'Almoina. La efectividad de dichas medidas correctoras ha sido evaluada a través de una segunda campaña de monitorización. En el caso de la casa de Ariadna, dos campañas de monitorización se llevaron a cabo. Durante la primera, en 2008, el análisis de los datos recogidos demostró que los tejados de policarbonato transparente instalados en los años 70 estaban provocando un efecto invernadero muy perjudicial para la conservación de los frescos. Los sensores permitieron además identificar diferencias entre orientaciones y alturas. Bajo las recomendaciones realizadas, en 2010 los tejados fueron cambiados por unos opacos de fibrocemento, y los datos termo-higrométricos recogidos en una segunda campaña de monitorización permitieron evaluar la adecuación de la medida correctiva en la configuración de un microclima más estable. El Museo arqueológico de l'Almoina se encuentra expuesto a los viandantes a través de una claraboya que cubre parte de las ruinas. Una primera campaña de monitorización en 2010 permitió caracterizar termo-higrométricamente el museo e identificar la influencia significativa de la claraboya sobre la temperatura y la humedad relativa, causando fuertes aumentos y caídas durante las horas de luz del día, así como un aporte de humedad de una acequia colindante. En 2013 se llevaron a cabo dos medidas correctivas que fueron evaluadas a través de una segunda monitorización microclimática. La iglesia mudéjar de Santa María está situada en Ateca, una población de la provincia de Zaragoza caracterizada por fríos inviernos y cálidos veranos. Esta fría climatología invernal condiciona la iglesia al uso de un sistema de climatización. El resultado de nuestros análisis ha puesto de manifiesto que el sistema de climatización solo se enciende para la celebración de misas o festividades religiosas, media hora antes de que entre el público en la iglesia, provocando extremos ciclos de temperatura y humedad relativa, más notables en las partes altas del retablo por el ascenso del aire caliente (incremento horario de 7 ºC en la temperatura y un descenso del 11% de la humedad relativa) que resultan perjudiciales para la conservación de este.

[CA] Aquesta Tesi doctoral tracta sobre l'anàlisi estadístic multivariant de dades microclimatics per a la conservació preventiva en patrimoni cultural: la casa d'Ariadna (Pompeia, Itàlia), el Museu arqueològic de l'Almoina (València, Espanya) i l'església mudèjar de Santa Maria en Ateca (Saragossa, Espanya). L'objectiu principal d'aquesta tesi _es proposar una metodologia d'anàlisi estadístic de dades microclimatics extensible a conservadors i restauradors. Es demostra la utilitat de la metodologia proposada, ja que ha sigut possible caracteritzar els llocs del patrimoni cultural estudiats. A més, s'han proposat i adoptat accions correctives d'acord amb els resultats obtinguts de l'anàlisi de les dades registrades en la casa d'Ariadna i el Museu arqueològic de l'Almoina. L'efectivitat d'aquestes mesures correctores ha sigut avaluada a través d'una segona campanya de monitoratge. En el cas de la casa d'Ariadna, dues campanyes de monitoratge es van dur a terme. Durant la primera, en 2008, l'anàlisi de les dades enregistrades va demostrar que les teulades de policarbonat transparent instal·lades en els anys 70 estaven provocant un efecte hivernacle molt perjudicial per a la conservació dels frescs. Els sensors van permetre a més identificar diferències entre orientacions i altures. Sota les recomanacions realitzades, en 2010 les teulades van ser canviades per unes opaques de fibrociment, i les dades termo-higromètriques arreplegades en una segona campanya de monitoratge van permetre avaluar l'adequació de la mesura correctiva en la configuració d'un microclima més estable. El Museu arqueològic de l'Almoina es troba exposat als vianants a través d'una claraboia que cobreix part de les ruïnes. Una primera campanya de monitoratge en 2010 va permetre caracteritzar termo-higrometricament el museu i identificar la influència significativa de la claraboia sobre la temperatura i la humitat relativa, causant forts augments i caigudes durant les hores diürnes, així__ com una aportació d'humitat d'una sèquia confrontant. En 2013 es van dur a terme dues mesures correctives que van ser avaluades a través d'un segon monitoratge microclimàtic. L'església mudèjar de Santa Maria està situada en Ateca, una població de la província de Saragossa caracteritzada per freds hiverns i càlids estius. Aquesta freda climatologia hivernal condiciona l'església a l'ús d'un sistema de climatització. El resultat de les nostres anàlisis ha posat de manifest que el sistema de climatització solament s'encén per a la celebració de misses o festivitats religioses, mitja hora abans que entre el públic en l'església, provocant extrems cicles de temperatura i humitat relativa, més notables en les parts altes del retaule per l'ascens de l'aire calent (increment horari de 7ºC en la temperatura i un descens del 11% de la humitat relativa) que resulten perjudicials per a la conservació d'aquest.