OPTIMITZACIÓ DE MÈTODES MULTITÉCNICA PER A LA CARACTERITZACIÓ DE COMPONENTS ORGÀNICS I MORTERS DE CALÇ TRADICIONALS DE L'ANTIGUITAT. DESENVOLUPAMENT DE METODOLOGIES EXPERIMENTALS PER A LA SEVA CONSERVACIÓ I RESTAURACIÓ. APLICACIÓ A UN CAS D'ESTUDI: ELS ESTUCS DE LA PINTURA MURAL DE LA CULTURA MAIA (ANTIGA MESOAMÈRICA)

Abstract

[EN] The present research suggests, on one hand, optimizing a multi-technical method for the characterization of organic compounds and traditional lime mortars to use in monumental buildings of antiquity. To illustrate the effectiveness of this methodology it has been applied to a study case, the stucco from mural painting of Maya culture (Ancient Mesoamerica), which has been chosen by the need to continue studying the composition of preparation layers of these stuccos. There are two reasons for this choice: the first one is that knowledge of materials and of execution techniques of these surfaces is providing new data to understand the technological complexity of this culture; and the second one is based on the fact that just this type of research will allow us to know with certainty how these preparation layers were made and, this way, ensure the correct interventions of conservation and restoration. From these considerations, the study conducted establishes a methodological approach that comes from the specialized literature search of geographical and cultural context, the physical (geology and climatology) and biological environment (flora and vegetation) from Yucatan Peninsula (Mexico), getting theoretical knowledge necessary to deal with a detailed description and characterization of the raw materials from the geological environment that were used in the manufacture of the preparation layers from Maya mural painting. The method continues with the use of instrumental analysis techniques such as optical microscopy (OM), polarizing optical microscopy (POM), infrared Fourier transform spectroscopy (FT-IR), x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy-x-ray microanalysis (SEM-EDX), x-ray microdiffraction (µ-XRD), transmission electron microscopy (TEM) and the optimization of instrumental techniques for analyzing organic compounds, such as gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). On the other hand, the current researches tend to reinforce the idea of incorporating organic components to the cementitious matrix of historical mortars. There is a debate about whether these additives modify the fresh mortar properties and if they also improve the hardened mortar properties. In this study is suggested the development of a method of making lime mortars with an application in the field of restoration, to provide adequate quality control over their constituents. To do this, it has been used an experimental research of air lime mortar paste to which cementitious matrix, two natural organic additives of vegetable origin in different proportions have been incorporated, so changes in its behavior related to the main rheological, hydraulics and physical-mechanical properties of the mortar can be assessed, as ecological and sustainable alternative to non-biodegradable and irreversible synthetic resins, and to ensure greater compatibility with the original materials.

[ES] La presente investigación propone, de un lado, la optimización de un método multitécnica para la caracterización de componentes orgánicos y morteros de cal tradicionales en construcciones monumentales de la antigüedad. Para ejemplificar la eficacia de esta metodología, se ha aplicado a un caso de estudio, los estucos de la pintura mural de la cultura maya (Antigua Mesoamérica), que ha sido elegido por la necesidad de seguir estudiando la composición de las capas de preparación de estos estucos. Existen dos motivos para esta elección: el primero es que el conocimiento de los materiales y de las técnicas de ejecución de estas superficies está aportando nuevos datos para comprender la complejidad tecnológica de esta cultura; y el segundo se basa en que tan sólo este tipo de investigaciones nos permitirán conocer con certeza como se realizaron estas capas de preparación y, de este modo, garantizar las correctas intervenciones de conservación-restauración. A partir de estas consideraciones, el estudio llevado a cabo establece un planteamiento metodológico que parte de la búsqueda de bibliografía especializada del contexto geográfico, del marco cultural, del medio físico (la geología y la climatología) y biológico (la flora y la vegetación) de la Península de Yucatán (México), consiguiendo el conocimiento teórico necesario para afrontar una descripción y caracterización ajustada de las materias primas del entorno geológico que se usaron en la manufactura de las capas de preparación de la pintura mural maya. El método continua con el aprovechamiento de técnicas instrumentales de análisis, como la microscopia óptica (MO), la microscopia óptica de luz polarizada (MOP), la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), la difracción de rayos-x (DRX), la microscopia electrónica de barrido-microanálisis de rayos-x (SEM-EDX), la microdifracción de rayos-x (µ-DRX), la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la optimización de técnicas instrumentales avanzadas para el análisis de compuestos orgánicos, como la cromatografía de gases/espectrometría de masas (GC/MS). Por otro lado, las investigaciones actuales tienden a reforzar la idea de incorporar componentes orgánicos a la matriz cementante de los morteros históricos. Existe un debate sobre si estos aditivos modifican las propiedades del mortero fresco y si, además, mejoran las propiedades del mortero endurecido. En este estudio se propone la puesta a punto de un método de elaboración de morteros de cal normalizados de aplicación en el campo de la restauración, que permita un adecuado control de calidad sobre sus constituyentes. Para ello, se ha partido de la investigación experimental de morteros de cal aérea en pasta a los que se les ha incorporado en su matriz cementante dos aditivos orgánicos naturales de origen vegetal en proporciones variables, de modo que se puedan valorar las modificaciones de su comportamiento en relación a las principales propiedades reológicas, hídricas y físico-mecánicas del mortero, como alternativa ecológica y sostenible de las resinas sintéticas no biodegradables e irreversibles, y para asegurar una mayor compatibilidad con los materiales originales.

[CA] La present investigació proposa, per una banda, l'optimització d'un mètode multitècnica per a la caracterització de components orgànics i morters de calç tradicionals en construccions monumentals de l'antiguitat. Com exemplicació de l'eficàcia, aquesta metodologia s'ha aplicat a un cas d'estudi, els estucs de la pintura mural de la cultura maia (Antiga Mesoamèrica). L'elecció d'aquest cas d'estudi està motivada per la necessitat de seguir estudiant la composició de las capes de preparació d'aquests estucs. Existeixen dos motius per a això: el primer és que el coneixement dels materials i de les tècniques d'execució d'aquestes superfícies està aportant noves dades per a comprendre la complexitat tecnològica d'aquesta cultura i el segon és que, sols aquesta classe d'investigacions ens permetran conèixer amb certesa com foren realitzades aquestes capes de preparació, i en conseqüència, garantir correctes intervencions de conservació-restauració. A partir d'aquestes consideracions, l'estudi portat a terme estableix un plantejament metodològic que parteix de la recerca de bibliografia especialitzada, aconseguint un coneixement teòric, del context geogràfic, del marc cultural, del medi físic (la geologia i la climatologia) i biològic (la flora i la vegetació) de la Península de Yucatán (Mèxic), necessari per a afrontar la correcta descripció i caracterització de les matèries primeres de l'entorn geològic, utilitzades en la manufactura de las capes de preparació de la pintura mural maia i conseqüentment, per a la correcta interpretació dels estucs procedents dels assentaments arqueològics de les Terres Baixes Maies del Nord (Península de Yucatán, Mèxic) estudiats, mitjançant l'aprofitament de tècniques instrumentals d'anàlisis, com la microscòpia òptica (MO), la microscòpia òptica de llum polaritzada (MOP), l'espectroscòpia infraroja per transformada de Fourier (FT-IR), la difracció de raigs-x (DRX) i la microscòpia electrònica de rastreig-microanàlisis de raigs-x (SEM-EDX), la microdifracció de raigs-x (µ-DRX), la microscòpia electrònica de transmissió (TEM) i l'optimització de tècniques instrumentals avançades, per l'anàlisi de compostos orgànics, com la cromatografia de gasos/espectrometria de masses (GC/MS). Per altra banda, les investigacions actuals tendeixen a reforçar la idea d'incorporar components orgànics als morters històrics a la matriu cimentant. Existeix un debat sobre si aquests additius modifiquen les propietats del morter en estat fresc i si, a més a més, milloren les propietats del morter en estat endurit. En aquest estudi, es proposa la posada a punt d'un mètode d'elaboració de morters de calç normalitzats d'aplicació en el camp de la restauració, que permeti un adequat control de qualitat sobre els seus constituents, a partir de la investigació experimental de morters de calç aèria en pasta amb la incorporació de dos additius orgànics naturals d'origen vegetal, a la seva matriu cimentant, en proporcions variables, per tal de valorar les modificacions del seu comportament en relació a les principals propietats reològiques, hídriques i fisicomecàniques del morter, com alternativa ecològica i sostenible de les resines sintètiques no biodegradables i irreversibles, i per a assegurar una major compatibillitat amb els materials originals.