REVISTA ELECTRÓNICA No. 3recopar.aq.upm.es/v2/es/docs/ReCoPaR_003.pdfde crucería, los arbotantes...

REVISTA ELECTRÓNICA No. 3

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Presentación La piedra usada en edificación es el tema de este tercer número de la revista de la red temática ReCoPaR.

Ignacio García Casas en “Los arbotantes ocultos en las basílicas abovedadas de tres naves” desarrolla los tipos de basílicas y explica que la transformación de la bóveda de cañón propia del románico a la de crucería que caracteriza al gótico, recurrió a nuevos elementos de contrarresto y soporte de empujes más complejos en las basílicas de tres naves. En particular, que los arbotantes no se desarrollaron plenamente al quedar ocultos por las tribunas y bajo las cubiertas de las naves laterales. Aspecto que se aprecia en las catedrales de Galicia. El Grupo Alteración y Durabilidad del Departamento de Geología de la Universidad de Oviedo, nos ha dado a conocer dos trabajos de investigación. Javier Alonso, Rosa Mª Esbert, Jorge Ordaz y Patricia Vásquez, en “Análisis del deterioro en los materiales pétreos de edificación” explican la necesidad de tomar en cuenta todos los aspectos que están implicados en el deterioro, es decir, el análisis global de la alteración. El otro artículo sobre “Evaluación del grado de penetración de tratamientos consolidantes mediante la determinación de las variaciones en la velocidad de propagación de ondas longitudinales”, presenta una metodología sencilla de un ensayo no destructivo, realizado por Rosa Mª Esbert y el equipo técnico GEA Asesoría Geológica. Juan Monjo en “Reparación de fachadas del hospital “Son Dureta” (1956-80), describe los trabajos realizados para reparar los desprendimientos de los chapados de piedra y de mosaico cerámico, concluyendo en que no deben olvidarse las juntas constructivas (dilatación-retracción) del cerramiento, de los acabados superficiales, y de la propia estructura. Finalmente, “La Loggia Falconieri: Planimetría en palmos capitolinos” de Stephanie Casha, es un trabajo predoctoral sobre la ampliación que se le encarga en 1646 al arquitecto Francesco Borromini en el palacio Falconieri de Roma. Determinar que fue construida en palmos capitolinos, facilitó la delineación en CAD y el establecimiento de relaciones entre dibujos anteriores y la realidad.

Introduction Stone used in buildings has been the chosen topic for this third issue of the magazine from ReCoPar thematic network.

Ignacio García Casas in “Masked Flying Buttresses in Vaulted Basilicas” develops the basilica types and explains as the barrel vault model typical of Romanesque was replaced by the ribbed vault of Gothic structures. In this transformation, new elements were generated to counteract and carry the more complex thrusts present in three-nave basilicas. Specifically the reasons why these buttresses have not been fully developed, are that they are hidden by the gallery and under the roof coverings of the side aisles. These are found in the Galician cathedrals in Spanish architecture. The group Alteración y Durabilidad of the Department of Geology of the University of Oviedo, has supplied two research works. Javier Alonso, Rosa Mª Esbert, Jorge Ordaz and Patricia Vázquez in “Analysis of Stone Material Damages in Buildings” explain the need to consider all the aspects implied in deterioration, that is, the global analysis of the alteration. The article titled “Penetration Assessment of Consolidating Treatments by Determination of The Longitudinal Waves Propagation Speed”, shows a simple methodology of a non-destructive test performed by Rosa Mª Esbert and the research team GEA Geologic Consulting. Juan Monjo in “Repairs of the Façades of the “Son Dureta Hospital” describes the works done to repair the stone and ceramic mosaic detachments. He concludes that the constructive joints (expansion and retraction) of the closing walls, as well as those of the external veneers, and of the structure itself should always be considered. Finally, “The Falconieri Loggia: Planimetry in Capitoline Palms” by Stephanie Casha, is a predoctorate work on Borromini’s extension of Falconieri’s palace in Rome (1646), constructed using capitoline palms. Determining this module was essential for the drafting with CAD programs, to establish relations between former drawings and reality. Rosa Bustamante Coordinadora de la red temática ReCoPaR


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LOS ARBOTANTES OCULTOS EN LAS BASÍLICAS ABOVEDADAS DE TRES NAVES MASKED FLYING BUTTRESSES IN VAULTED BASILICAS

Ignacio García Casas [email protected]

Resumen En su evolución, la basílica romana abovedada abandona la bóveda de cañón propia del románico y adopta la de crucería en lo que constituye uno de los aspectos formales más característicos del gótico. Esta trasformación recurre a la generación de nuevos elementos de contrarresto y soporte de empujes y cargas más complejos, si cabe, en las basílicas de tres naves. Si la forma tradicional románica de contrarrestar la bóveda de cañón es con bóvedas de entibo elevadas sobre las naves laterales, la bóveda de crucería recurre a los arbotantes: arcos exentos, en su imagen más estereotipada, capaces de salvar las naves laterales por encima de sus cubiertas. Sin embargo este tipo de arbotante, en determinados casos, no ha quedado plenamente desarrollado al verse condicionado por la persistencia de las tribunas sobre las naves laterales. De este modo, en el periodo en el que aún conservando las tribunas se adopta la bóveda de crucería, los arbotantes quedan ocultos y protegidos bajo las cubiertas de las naves laterales y entre los muros de dichas tribunas. En la arquitectura española se puede apreciar esta evolución, a medio camino entre la bóveda de entibo y el arbotante exento, en los templos catedralicios gallegos.

Summary As the Roman vaulted basilica model evolved, the barrel vault typical of Romanesque architecture was gradually replaced by the ribbed vault, one of the most characteristic features of Gothic structures. In this transformation, new members were generated to counteract and carry the more complex thrusts and loads present in nave and aisle or three-nave basilicas. While the thrust from Romanesque barrel vaults was traditionally counteracted by counter vaults built over the aisles, in ribbed vaults it was absorbed by flying buttresses: in their most stereotypical form, unengaged arches or semi-arches spanning the roofs of the lateral naves or aisles below. In certain cases, however, flying buttress development was stymied by the persistence of galleries rising over the aisles. Indeed, in the transition period when such galleries and ribbed vaults co-existed, flying buttresses were masked, running underneath the roofs covering the aisles and inside the gallery walls. This transitional arrangement, midway between the counter vault and the flying buttress, is visible in Spanish architecture, specifically on cathedrals in Galicia.


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Introducción En la evolución de las construcciones abovedadas surge, por diversas vías, el arbotante como elemento exento adaptado no solo para sus funciones estructurales sino para hidráulicas de evacuación de aguas pluviales. Una de estas vías pasa por la transformación de las bóvedas de entibo sobre naves laterales, en arbotantes ocultos bajo la cubierta que cubre dichas naves. En España encontraremos ejemplos de esta evolución en la sucesiva construcción de templos catedralicios en Galicia. 1. La basílica abovedada Las bóvedas pesadas transmiten por sus estribos empujes laterales a los muros y pilastras que los soportan y que es preciso contrarrestar. En la arquitectura oriental el contrarresto se produce mediante escalonamiento de bóvedas y semicúpulas de contrarresto adoptando plantas centralizadas más o menos complejas. En la arquitectura religiosa occidental persiste la planta basilical romana de una o varias naves longitudinales y desarrollo en eje adoptando, a lo largo de los estilos y de los tiempos, diversos sistemas de equilibrio (figura 1). En las primeras basílicas abovedadas se contrarresta este empuje aumentando el espesor de los muros, evolucionando hacia la concentración de este esfuerzo en determinados elementos: los arcos formeros, las pilastras adosadas y los contrafuertes, como se puede observar ya en la arquitectura prerrománica asturiana y visigoda. En este sentido, la arquitectura asturiana supone una ruptura con la visigoda, ya que aquella recurre a la planta basilical, mientras que la visigoda desarrolla la cruciforme, de origen oriental. Este factor se atribuye a contactos con el imperio Carolingio a través del Camino de Santiago.

Introduction The flying buttress, which developed in a number of different ways with the evolution of vaulted structures, is an unengaged member adapted not only to fulfil its structural purpose but to evacuate rainwater as well. One such development was the transformation of counter vaults built over church aisles into the flying buttresses concealed under the aisle roofs. In Spain, examples of this evolution can be found in the cathedrals successive built in Galicia. 1. Vaulted basilicas The lateral thrust transmitted by heavy vaults across their piers to walls and pilasters has to be counterbalanced. In oriental architecture this was achieved by stair-stepping a series of vaults and erecting counter semi-domes with centralized, more or less complex plan designs. The Roman basilican plan design with one or several longitudinal naves on a single axis persisted in western religious architecture, adopting different counterbalancing systems as styles and times changed (figure 1). The solution deployed in early vaulted basilicas, counteracting thrust by increasing the thickness of the walls, gradually evolved as loads were concentrated on specific members: longitudinal arches, engaged pilasters and buttresses, such as in Asturian and Visigothic pre-Romanesque architecture. In this regard, Asturian can be clearly differentiated from Visigothic architecture, for while the former resorted to basilican design, the latter adopted the oriental cruciform scheme. This oriental influence is attributed to contacts with the Carolingian Empire resulting from the Medieval pilgrimage route known as the Camino de Santiago.


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El abovedamiento de templos y la ejecución de arcos fajones, pilastras interiores y contrafuertes se desarrolla en el periodo ramirense en el s. IX: dos siglos antes que en Europa1.

In Asturias, the vaulting of temples and the erection of ribbed arches, interior pilasters and buttresses dates from the reign of Ramiro I in the ninth century: two hundred years before they began to be used in the rest of Europe1.

Fig. 1. Abovedado de arquerías en hilera en los templos cristianos.

Arcade vaults in Christian temples

Doble arquería bajo cubierta de armadura de madera

Muro sobre arco con bóveda de medio cañón

Tribuna elevada con bóveda de

contrarresto a la bóveda de medio

cañón

Arbotantes

exteriores con triforio bajo bóveda de crucería

Vanos exentos

entre naves salón

Double arcade under wooden

roof frame

Wall with barrel vault carried by

arch

Raised gallery with counter dome to counteract thrust from the barrel

vault

Flying buttresses with triforium under ribbed

vault

Unengaged spans, hall-church plan

PREROMANICO PRE-ROMANESQUE

ROMANICO ROMANESQUE

GOTICO GOTHIC

RENACIMIENTO RENAISSANCE


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Cuando la basílica de origen romano adopta la bóveda de piedra, conforma un espacio cerrado con una membrana en continuación de la fábrica de sus muros dotando al conjunto de mayor estabilidad que la proporcionada por la simple armadura de cubierta apoyada en coronación de muros. De este modo, además, la bóveda proporciona a la nave de estanqueidad frente al deterioro (por ignición, pudrición o degradación biótica) que pudiera sufrir la estructura leñosa superior. Se mantiene así en el modelo románico y en los posteriores una bóveda que ata muros y que conforma un conjunto monolítico y una armadura superior leñosa apoyada sobre la prolongación de los estribos de la bóveda que sirve de soporte a los faldones de cubierta. La bóveda sustituye a los artesonados de madera que cubrían las naves mientras que el ábside se resuelve estereotómicamente. La bóveda se interpone entre el espacio interior y la estructura de cubierta desempeñando así la función de proteger el interior del templo de los frecuentes incendios de las estructuras leñosas, bien por sucesos fortuitos y tormentas o provocados intencionadamente en tiempo de guerra. Aunque la solución constructiva se mantiene pese a la evolución de la tipología basilical, se renuevan los elementos constructivos al abandonarse el empleo de la bóveda de cañón, desarrollada sobre un solo eje longitudinal, para adaptar la bóveda de crucería desarrollada sobre dos ejes transversales (figura 2). Mientras que en la bóveda de cañón la armadura de pares de cubierta puede apoyarse longitudinalmente en la bóveda o en sus estribos, bien directamente o a través de enanos, en la bóveda de crucería se requiere una mayor elevación de dicha armadura para salvar la clave de la bóveda. Habitualmente se resuelve sin apoyos intermedios (cubiertas de par-hilera o par y nudillo) o mediante apoyos en el extradós de la bóveda a través de pies derechos (cubierta de par y picadero).

When the stone vault was adopted in Roman basilican construction, the closed space created by the continuous membrane springing from its walls provided the overall structure with greater stability than could be afforded by a mere roof frame resting on top of the walls. In addition, the vault protected the nave from the deterioration (due to fire, decay or biotic degradation) affecting the wooden outer structure. Romanesque and later models maintained this solution as a way of tying the walls into a monolithic whole. In these temples, the wooden roof frame was carried by the outward extension of the vault walls while the sides of the roof rested on the vault itself. The vault replaced the wooden coffered ceilings that formerly covered naves, while the apse was built of carved stone. Although this solution was maintained despite the evolution of basilican typology, new forms of construction appeared when the barrel vault with its single longitudinal axis was replaced by the ribbed vault, designed around two transverse axes (figure 2). Whilst in the barrel vault the rafters could rest longitudinally on the vault or its walls, either directly or through short uprights, in the ribbed structure the framework had to be raised to a higher elevation to clear the top of the vault. This was generally done without intermediate supports (rafter and ridgeboard) or with supports carried by the vault extrados to which they were connected by struts (rafter and purlin).


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La evacuación de pluviales también evoluciona hacia soluciones más sofisticadas que han de resolver el vertido de aguas sobre las cubiertas escalonadas de las naves, adoptando, en las construcciones mas sencillas gárgolas que vierten al exterior sobre el terreno o sobre faldones intermedios o canales labrados sobre la sillería de los arbotantes y botareles en las cubiertas de las basílicas más evolucionadas. Las canalizaciones sobre arbotantes adoptan una traza ensillada, es decir, un cambio de pendiente suavizado al acometer el botarel con objeto de reducir la velocidad de vertido y el arco de descarga del agua en caída libre. El ensillado se completa con la gárgola que aleja el chorro de agua en caída libre de la vertical de la fachada. El desagüe varía en función de la entidad del botarel y de la posibilidad de elevar pináculos. Si la construcción carece de pináculos el tramo ensillado del canal discurre sobre la coronación del propio botarel.

More sophisticated solutions for rainwater evacuation were also developed to solve the problem of the water running off the higher roof onto the lower aisle roofs. In the simplest cases this involved the use of gargoyles that emptied directly on to the ground. In more highly developed basilicas, however, the runoff flowed onto intermediate roofs or into channels carved in the stones on the flying buttresses and piers or buttresses. In the flying buttresses the grooved stones were stair-stepped to mitigate the change in slope where they abutted with the buttress, slowing the flow rate and narrowing the spill arch of the water. These stones in turn ended in a gargoyle that emptied on to the ground at a certain distance from the facade. Drainage design varied depending on the size of the buttress and whether or not it was weighted with a pinnacle.

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Modelo románico

• Bóveda de cañón contrarrestada por bóveda de entibo y armadura leñosa superior

Romanesque model

• Barrel vault with thrust counteracted by counter vault; wooden roof frame.

Modelo gótico • Bóveda de crucería contrarrestada por

arbotantes contrafuertes y armadura leñosa superior

Gothic model. • Ribbed vault with thrust counteracted by

flying buttress; wooden roof frame. Fig. 2

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Si se dota de pináculos se traspasa esta barrera mediante una canalización perforada en su base. En los arbotantes de la catedral de Salamanca y en los de la catedral de Astorga, la canalización se bifurca al alcanzar el botarel hasta verter por dos gárgolas simétricas evitando de esta forma la perforación de la base del pináculo. 2. Modelos basilicales de tres naves Los muros interiores, situados bajo dos naves contiguas de diferente altura o luz de crujía, no solo están sometidos al peso de las mismas, sino a un empuje resultante del diferencial entre el generado por cada nave. Este problema persiste con la evolución del templo cristiano que tiende a alcanzar construcciones más estilizadas conjugando tres retos constructivos: • Aligeramiento de las fábricas de piedra. • Mayor iluminación de las naves. • Canalización y protección frente a las aguas

pluviales Podemos establecer, en base a la respuesta dada a estos problemas, seis modelos de templo basilical como hitos referenciales en su evolución.

Where pinnacles obstructed the flow of water across the buttress, a channel was bored through their base. Other solutions were sometimes found, however, such as in Salamanca and Astorga Cathedrals, where the channels split in two when they reach the buttress and empty into two symmetrical gargoyles, obviating the need to perforate the base of the pinnacle. 2. Nave and aisle and three-nave basilicas Interior walls located between nave and adjacent aisle with different spans receive not only the weight of the nave and aisles, but the resultant of the differential between the thrust generated by each. This problem persisted as Christian temples evolved toward lighter and lighter structures, posing three inter-related challenges: • Reduction of stone masonry weight. • Provision of more light in naves. • Channelling rainwater for protection against

weathering. Based on the solutions adopted to remedy these problems, six types of basilican churches can be defined as milestones in the evolution of this architectural model.


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Fig. 3

2.1. Basílica con naves escalonadas. La altura y luz de la nave central supera a la de las naves laterales marcando una notoriajerarquía entre espacios: el espacio central sedestina a la función de culto principal y laslaterales permiten deambular en su entorno yen el de las capillas que pudieran abrirse. Ladiferencia de altura entre naves permite abrirhuecos de iluminación en la coronación de losmuros que cierran el espacio central porencima de la columnata entre naves. Elempuje diferencial entre bóvedas se canalizapor los muros entre naves y sus columnas opilastras inferiores motivo por lo que seincrementa su peso. Esto requiere el trazadode muros reforzados al exterior concontrafuertes y al interior por semicolumnas ybaquetones adosados a las pilastras entrenaves en el plano transversal de los arcosfajones, semicolumnas que, en muchos casos,se interrumpen antes de alcanzar el suelo(figura 3). Este modelo se adopta en las abadíascistercienses y que trasciende también a lostemplos catedralicios: catedrales de Tarragona ySigüenza.

2.1. Basilica with nave and lower aisles. The central nave was taller and received more light, creating an obvious spatial hierarchy: the central area was devoted to worship while the lateral aisles could be used for circulation or the installation of chapels. These two features were closely related, for given the difference in height, the upper walls enclosing the central area above the colonnade that divided nave and aisles could accommodate large cut-outs for lighting. The differential thrust between vaults was channelled by the walls between nave and aisles and their columns or lower pilasters, which explains the greater weight of these members. This required reinforcing the walls on the outside with buttresses and on the inside with half columns and reeding engaged in the pilasters, the latter positioned between nave and aisles and cross-wise to the transverse arches. The half columns often did not reach the ground (Figure 3). The above model was used in Cistercian abbeys as well as in a number of cathedrals such as at Tarragona and Sigüenza.

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Figure 4

2.2. Basílica con naves escalonadas ytribunas El espacio superior a las naves laterales se aprovechapara construir tribunas abiertas a la nave central. Es difícilestablecer su origen funcional, bien por la necesidad dedisponer de mayor espacio para el culto, bien paraestablecer espacios específicos para personas dediferente clase o sexo. Desde un punto de vistaconstructivo, las tribunas alteran el sistema de equilibrio.Originalmente su cubrición con bóvedas de medio o cuarto de punto contrarresta el empuje de la bóveda centralreduciendo de este modo el espesor y los elementosadosados a las columnas entre naves. Por este motivodichas bóvedas se las denomina también no solo por sutraza sino por su función como bóvedas de entibo. Losfaldones de cubierta ya no se escalonan sino quecontinúan el plano de los dos de la nave centralsimplificando así la evacuación de aguas pluviales lo quepudiera explicar su mayor implantación en regionesespecialmente húmedas como es el caso de Galicia (figura4). La adaptación progresiva de la bóveda de crucería comoalternativa a la bóveda de cañón genera cambios en lossistemas de contrarresto de modo que las bóvedas deentibo pierden su función al concentrar los estribos de labóveda de crucería en las pilastras. La bóveda de entibose estiliza hasta reducirse a un arco: el arbotante. Esteproceso evolutivo afecta a algunos templos en el plenoproceso constructivo lo que da lugar a cambios sobre lamarcha en la disposición de bóvedas y sistemas decontrarresto. La Catedral de Tuy y la Iglesia de SanVicente de Ávila son un claro ejemplo.

2.2. Basilica with naves and lower aisles with galleries Galleries opening on to the central nave were built in the space above the aisles. The functional origin of these galleries is difficult to establish: the need for more space for worship is one possibility; the wish to establish specific areas to separate people by sex or class is another. These galleries altered the structural balance of the basilica. Originally, their barrel or semi-vaults counteracted the thrust from the central vault, reducing the thickness and number of members attached to the columns between nave and aisles. Consequently, these vaults are named not only for their shape but for their purpose as counter vaults as well. The roofs over these aisles were not lower than, but continued along the same plane as the roof over the central nave. This simplified the evacuation of rainwater, which may explain the greater prevalence of such basilicas in particularly wet regions such as Galicia (Figure 4). The gradual implementation of the ribbed vault as an alternative to barrel vaults generated changes in the systems for counteracting thrust, rendering counter vaults redundant, for the ribbed vault piers converged on pilasters. As a result, the counter vault progressively tapered into an arch: the flying buttress. Some temples –Tuy Cathedral and St Vincent’s Church at Ávila among them – were modified in this regard as they were being built, giving rise to on site changes in vault positioning and thrust countering systems. Tuy Cathedral and San Vicente Church of Ávila are clear example.

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Fig. 5

2.3. Basílica con naves escalonadas y unahilera inferior de arbotantes Una vez adoptada la bóveda de crucería, losarbotantes transmiten su empuje a los botareleselevados por encima de la cota de las naveslaterales. El arbotante queda a la intemperie sinel arrostramiento que aportaba el muro exteriorde las tribunas por lo que su trazado debesolventar posibles problemas de giro o pandeoen el plano transversal al de su traza2. En la catedral de de St. Just. Narbona, Francia estánacodalados excepcionalmente sus arbotantesen el plano transversal mediante arcos deentibo (Figura 5). Si de este modo se vuelve a recuperar el pañoelevado de iluminación de la nave central,continua sin embargo el mismo sistema deapoyo de armadura. La evacuación de aguasen la cubierta de la nave central se efectúamediante bajantes hasta descender hasta lacoronación de los arbotantes. A partir de ahí,las aguas canalizadas transcurren por elextradós de los arbotantes.

2.3. Basilica with nave, lower aisles and a single low row of flying buttresses In ribbed vault construction, the flying buttresses transmitted the thrust to buttresses that stood taller than the aisles. The flying buttress was therefore exposed to the elements and bereft of the bracing provided by the outer wall of the galleries. As a result, its design had to address possible problems of rotation or buckling along the plane perpendicular to its length2. Once such, albeit exceptional, solution is to be found in St Just. Cathedral at Narbonne, France, whose flying buttresses are transversally stayed by counter arches (Figure 5). While with this scheme the upper wall was freed of attached structures, enhancing the lighting in the central nave, the system for carrying the roof frame had not changed. Rainwater was evacuated from the central nave by means of downpipes that emptied on to the top of the flying buttresses. From there, the water was channelled across the extrados to the buttress.

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Fig. 6

2.4. Basílica con naves escalonadas y doblehilera de arbotantes La estabilidad de la armadura de cubierta seconfía a una segunda hilera superior dearbotantes que la estriban en sus puntos deapoyo sobre la fábrica de piedra, contrarrestanel empuje del viento y arriostran en coronaciónlos muros levantados sobre la columnata entrenaves. De este modo, la nave central puedealcanzar mayor esbeltez y aumentar sus huecosde iluminación. El agua de pluviales que cae sobre la cubiertade la nave central se canaliza directamente porel extradós de los arbotantes elevados. Si sedota de pináculos a los botareles en queestriban los arbotantes, el canal labrado sobrelos arbotantes se topa con la base de supináculo correspondiente. Para conseguir sucontinuidad se perfora la base del pináculo conun canal o se rodea ésta con dos canalessimétricos perimetrales que vuelven a unirsepara acometer a la gárgola final del otro extremodel botarel. Las catedrales de Burgos y Leónresponden a este modelo.

2.4. Basilica with nave, lower aisles and a double row of flying buttresses Here, the roof frame was stabilized by means of a second, upper row of flying buttresses that not only shored it at the points where it rested on the stone wall, but countered wind action and braced the walls built over the colonnade between nave and aisles. With this upper bracing thinner walls could be built, with larger cut-outs for lighting the central nave. The rainwater falling on the roof of the central nave was channelled directly across the extrados of the upper row of flying buttresses. When the buttresses were weighted with pinnacles, a solution had to be found to clear these elements. This generally consisted in boring a channel through their base or encircling them with two symmetrical grooves that re-converged downstream of the pinnacles, emptying into the gargoyle on the other side of the buttress. This was the model used at Burgos and Leon Cathedrals.

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Fig. 7

2.5. Basílica con naves-salón escalonadas y una hilera superior de arbotantes Las naves laterales ya no se conciben comodeambulatorios en torno a la nave principal sinoque la mayor estilización de las columnas entrenaves lograda permite incorporar su espacio alrito de la nave central. Una mayor altura de lasnaves laterales permite el re-equilibrio deempujes entre bóvedas por lo que se puedeprescindir de la primera hilera de arbotantes. La iluminación directa a la nave central se reducepero se compensa con nuevos huecos en lacoronación de los muros laterales por encima, silas hubiera, de las capillas periféricas (Figura 7).

2.5. Three-nave basilica (Hallenkirche) with a single upper row of flying buttresses Here the lateral naves were not designed to be aisles flanking the central nave. Rather, thanks to the greatly slenderized columns, they could be incorporated into the rites held in the centre of the temple. As a result of the higher elevation of the lateral naves, the thrusts from the various vaults counteracted one another and the lower row of flying buttresses was no longer needed. The reduction in the amount of direct daylight in the central nave was compensated by windows opened in the upper part of the walls built over top of any peripheral chapels (Figure 7).

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Fig. 8

2.6. Basílica con naves-salón Las bóvedas laterales y la central arrancan deestribos al mismo nivel en la coronación de la columnata equilibrando sus empujes. Ladiferente luz y flecha entre bóvedas permitetrazar una sola cubierta a dos aguas para cubrirtodo el templo.

2.6. Three-nave basilica (Hallenkirche) In this model, the lateral and central nave vaults were built to spring from piers positioned at the same elevation at the top of the colonnade; as in the preceding type, the various thrusts were mutually counteracted. As a result of the differences in vault span and deflection, the basilica could be covered with a single double-pitch roof.

3. De la bóveda de entibo al arbotante bajo cubierta

En la transición de los modelos de bóveda de medio cañón contrarrestada por bóvedas de entibo laterales a la de crucería contrarrestada por arbotantes se sitúan aquellos templos en los que, por diversas razones funcionales (el uso de las tribunas) técnicas (la cobertura de los elementos constructivos de contrarresto) o históricas (cambio del sistema abovedado inicialmente previsto en el transcurso de la propia construcción del templo), mantienen las tribunas pero se adopta la bóveda de crucería debiendo transformar, consecuentemente el estribado lineal derivado a una bóveda de entibo en un estribado por puntos estabilizados mediante muros contrafuertes perforados (Figura 9).

3. From the counter vault to the masked flying buttress

Temples which, for functional (use of galleries), technical (roofing over counteracting members) or historical (change in the vaulting system initially planned during construction) reasons maintained galleries but adopted the ribbed vault illustrate the transition from the earlier barrel vault model with lateral counter vaults to the ribbed vault counteracted by flying buttresses. This process involved the transformation of the linear bracing provided by counter vaults into bracing at stabilized points by means of perforated buttress walls (Figure 9).

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Aunque esta transformación deriva en la aparición del arbotante, no constituye por ello el único foco originario del mismo. Giovannoni sitúa en Roma el origen del arbotante como una innovación excepcional en el proceso de asimilación y perfeccionamiento de los elementos constructivos heredados de Asia, más concretamente de Persia, - arcos cúpulas y columnas - y de Grecia3. Sin embargo, en la construcción romana no se llega a adoptar la traza asimétrica propia del arco cojo y característica del arbotante. Éste reaparece en el s. XII en la isla de Francia, habiéndose utilizado en la arquitectura románica como solución derivada de la perforación de los muros contrafuertes de la nave central para circulación por las galerías de acceso a los triforios.

This transformation led to the advent of the flying buttress, a structure, however, with multiple origins. According to Giovannoni, Rome was the origin of the flying buttress, which would have been an exceptional innovation in the assimilation and perfection of construction members – arches, domes and columns – inherited from Asia, and more specifically Persia and Greece3. Nonetheless, Roman construction never adopted the asymmetrical design of the characteristic ramp arch used in flying buttresses. This arch reappeared in the twelfth century in Île de France. It was a descendant of the arches used in Romanesque architecture when aisles were built into the buttress walls of the central nave to access the triforium galleries.

Fig. 9. Contrarresto de empujes mediante bóveda de entibo y muros contrafuerte perforados. Thrust counteracted by counter vault and perforated buttress walls.

1 Bóveda de medio cañón arriostrada por arcos

fajones según Viollet-Le-Duc4. 2 Acodalamiento de la bóveda de crucería mediante

bóveda de medio cañón. Sección de la tribunade la iglesia de Saint Etiene de Caen, Calvados,Francia, según Viollet-Le-Duc5.

3 Tribunas del Coro ejecutadas en torno a 1200.

1 Barrel vault carried by transversal arches, from

Vioillet-Le-Duc4. 2 Ribbed vault braced by barrel vault Section of gallery

on Saint Etiene de Caen Church, Calvados, France, from Viollet-Le-Duc5.

3 Choir galleries erected circa 1200.

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Augusto Choisy identifica la aparición del arbotante con las innovaciones técnicas de la arquitectura gótica: “(…) el único órgano de equilibrio verdaderamente original que pertenece unívocamente a la arquitectura gótica es el que asegura la estabilidad de las bóvedas en el difícil caso en el que las bóvedas deben descansar sobre simples pilastras. Este es el caso de las naves bordeadas de colaterales; el elemento nuevo que interviene en su estabilidad es el arbotante”6. En el mismo sentido opina Lamperez al analizar su aparición en la arquitectura española: “El arbotante es un arco que transmite a distancia el empuje de la bóveda. Como he dicho, es el elemento característico de la arquitectura ojival, aunque no tanto como la bóveda de crucería, pues de hecho subsiste aquella aunque no haya arbotantes, y en España los ejemplos de ello son numerosísimos y constituyen uno de los caracteres de la nacionalización del estilo”7. La aparición del arbotante queda asociada al desarrollo de la bóveda de crucería, ejecutada por primera vez en Normandía como solución para cubrir las naves de los templos. La necesidad de mayores espacios para acoger a los fieles requería anchos de nave no resolubles con la bóveda de cañón debido al enorme empuje generado sobre muros y contrafuertes. La bóveda de crucería soluciona este problema, concentrando la carga en determinados puntos al tiempo que facilita la perforación del muro por mayores huecos de luz: los clerestorios. Al igual que sucede durante la construcción de la catedral de Durham (Figura 10), en España determinadas catedrales, comenzadas sobre planta románica en previsión de una bóveda de cañón, terminan por adoptar la bóveda de crucería, lo que a su vez da lugar a modificaciones en los elementos de contrarresto sustituyendo las bóvedas de medio cañón sobre las tribunas por arcos fajones con disposición y funciones de arbotantes escondidos bajo las cubiertas laterales. ”No está fuera de lógica pensar también que el arbotante pudo originarse de las bóvedas de botarel reducidas a una estrecha zona aislada y actuando en un punto localizado, al substituirse el empuje continuo de las bóvedas románicas por el aislado de las ojivales”8.

Choisy identified the appearance of flying buttresses with the technical innovations inherent in Gothic architecture: “(…) the sole truly original structural member that can be univocally attributed to Gothic architecture is the element that ensured the stability of vaults under the difficult conditions created when these structures rested on mere pilasters. Such is the case of naves flanked by aisles; the new member that contributed to stability was the flying buttress” 6. Lamperez defended a similar position in his analysis of its appearance in Spanish architecture: “The flying buttress is an arch that transmits thrust from the vault to a detached member. As mentioned above, it is the characteristic element of ogee architecture, although less so than the ribbed vault, which in fact persisted even after flying buttresses disappeared. In Spain, where there are any number of examples, it constitutes one of the features of the nationalization of the style” 7. The appearance of the flying buttress is associated with the development of the ribbed vault, erected for the first time in Normandy as a solution for enclosing the top of temples. The need to accommodate larger numbers of worshipers called for nave widths that could not be spanned by barrel vaults due to the enormous thrust generated on walls and buttresses. The ribbed vault solved this problem, for as the loads were concentrated on certain points of the temple, the walls could contain larger cut-outs for lighting: the clerestories. As in the case of Durham Cathedral (Figure 10), certain cathedrals in Spain, initially designed to a Romanesque plan with a barrel vault, were finally built with a ribbed vault. This, in turn, necessitated changes in the counteracting arrangements, in which the barrel vaults over the galleries were replaced by transverse arches, veritable flying buttresses from the standpoint of position and purpose, although hidden underneath the roofs covering the aisles. “Nor is it illogical to presume that the flying buttress may also owe its origin to the counter vault, which would have been gradually narrowed to the size of an arch, acting on a specific point when the continuous thrust of the Romanesque vault was replaced by the isolated thrust generated by the ogee equivalent”8.


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Fig. 10. Acodalamiento de la bóveda de crucería mediante arcos fajones sobre la tribuna.

Catedral de Durham, Inglaterra. Inicio 1093. Ribbed vault braced by transverse arches over top of gallery Durham Cathedral, England. Begun in 1093.

4 Sección por la nave central, según Ancland, James9. Acodalado de la bóveda de crucería mediante arcos fajones por tranquil exentos.1133

5 Perspectiva de las tribunas de la nave central según Dehio, George10.

6 Sección por el coro, según Ancland11, James. Acodalado de la bóveda de crucería mediante arcos fajones de medio punto preparados para soportar una bóveda de contrarresto no construida. 1099-1104.

7 Tribunas del Coro.

4 Cross section of the central nave, from Ancland9. Ribbed vault bracing with unengaged transverse ramp arches. 1133

5 View of the central nave galleries, from Dehio,

George10. 6 Cross section of the choir, from Ancland11. Ribbed

vault bracing with transverse Roman arches designed to support a counter vault that was never built. 1099-1104.

7 Choir galleries.

Para observar este desarrollo basta con analizar el sistema de contrarresto de bóvedas empleado en las catedrales con tribuna sobre las naves laterales y que se ubican, fundamentalmente, en Galicia (Figuras 11, 12, 13 y 14). Si se compara la sección de la catedral de Santiago de Compostela (Figura 12) con la de la catedral de Tuy (Figura 14) se observa que en la de Santiago se contrarresta el empuje de la bóveda de cañón de la nave central con semibóvedas de medio punto sobre las naves laterales, dando continuidad a la cubierta a dos aguas. Such developments can be inferred from an analysis of the vault counteracting system used

in cathedrals with galleries over the aisles, most of which are located in Galicia (Figures 11, 12, 13 and 14). A comparison of the cross-section of Santiago de Compostela Cathedral (Figure 12) to the section of Tuy Cathedral (Figure 14) shows that in the Santiago structure the thrust from the barrel vault over the central nave is counteracted by the two lateral semicircular semi-vaults, with a single double-pitch roof covering the whole.


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La catedral de Tuy, construida entre los siglos XII y XIII sobre planta románica, se cubre con bóvedas de crucería. Esta solución obliga a dirigir los empujes de cubierta a los pilares centrales y a las pilastras de los muros, para lo que se construyen por encima de las naves laterales unos arcos cojos en contrarresto de la bóveda central. Estos arcos no reciben cargas de la estructura de cubierta por lo que constituyen arbotantes ocultos bajo las cubiertas laterales.

Tuy Cathedral in turn, built between the twelfth and thirteenth centuries to a Romanesque plan, nonetheless has ribbed vaults. This solution directed the thrust from the roof to the central columns and pilasters in the walls, necessitating the construction of ramp arches at a higher elevation than the aisles to counteract the thrust of the central vault. Inasmuch as these arches do not receive loads from the roof, they are regarded to be flying buttresses masked by the aisle roofs.

Fig. 11 Catedral de Lugo. 1129 – 1177. Lugo Cathedral. 1129 - 1177.

Contrarresto de la bóveda de medio punto mediantebóvedas vaídas laterales. • Sección transversal de las naves. Plano de

Lamperez12. • Sección tipo con las líneas de empujes. • Foto del interior de la tribuna.

Barrel vault with thrust counteracted by laterall pendentive domes. • Cross-section of nave and aisles. From

Lamperez12. • Standard section with thrust lines. • Photo of gallery interiors.


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Fig. 12. Catedral de Santiago de Compostela, La Coruña. 1075 – 1211. Santiago de Compostela Cathedral, La Coruña. 1075 – 1211.

Contrarresto de la bóveda de medio punto mediante bóvedas laterales de cuarto de punto. • Sección transversal de las naves. Plano de

Lamperez13. • Sección tipo con las líneas de empujes. • Foto del exterior de la tribuna.

Barrel vault with thrust counteracted by lateral semi-vaults. • Cross-section of nave and aisles. From

Lamperez13. • Standard section with thrust lines. • Photo of gallery exteriors.

Fig. 13. Catedral de Mondoñedo, Lugo. Siglo XIII – 1248. Mondoñedo Cathedral, Lugo. Thirteenth century – 1248.

Contrarresto de bóveda de crucería mediantearbotantes cubiertos. • Sección transversal de las naves. Plano de

Lamperez14. • Sección tipo con las líneas de empujes. • Foto del interior de la tribuna.

Ribbed vault with thrust counteracted by concealed flying buttresses. • Cross-section of nave and aisles. From

Lamperez14. • Standard section with thrust lines. • Photo of gallery interiors.


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Fig. 14. Catedral de Tuy. 1180 –siglo XV. Tuy Cathedral. 1180 – fifteenth century.

1 Contrarresto de bóveda de medio punto mediante

bóvedas laterales de cuarto de punto. 2 Contrarresto de bóveda de crucería mediante

arbotantes cubiertos. • Sección transversal de las naves.Plano de

Lamperez15. • Foto del interior de la tribuna.

1 Barrel vault with thrust counteracted by lateral semi-vaults.

2 Ribbed vault with thrust counteracted by concealed flying buttresses. • Cross-section of nave and aisles. From

Lamperez15. • Photo of gallery interiors.

Una solución similar se adopta en la catedral de Mondoñedo (Figura 13) y, fuera de Galicia, en la iglesia de San Vicente en Avila (Figura 15). Según Lamperez el contrarresto de empujes de la bóveda de la capilla mayor de la catedral se resolvía mediante botarel continuo sobre triforio. Al quedar destruido éste en el siglo XV se aplicaron los actuales arbotantes16. En la iglesia de San Vicente de Ávila la bóveda de la nave central es de crucería respondiendo a un cambio de estilo sobre el proyecto románico original, detalle que advierte Lamperez y Romea en el giro de los capiteles sobre el fuste de las columnatas que la soportan17.

A similar solution was adopted for Mondoñedo Cathedral (Figure 13) and - exceptionally - for a church outside Galicia, namely St Vincent’s at Ávila (Figure 15). According to Lamperez the thrust generated by the vault over the main altar of the cathedral was counteracted by a continuous buttress built over the triforium. The present flying buttresses were built when the triforium was destroyed in the fifteenth century16. Observing the rotation of the capitals on the shafts in the colonnade (that carries the ribbed vault over the central nave) in St Vincent’s Church at Ávila, Lamperez y Romea concluded that this member represented a change from the original Romanesque design17.

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La nave central, más alta que las laterales, rompe la continuidad de los faldones de cubierta y queda acodalada así por una hilera de arbotantes ocultos. Muestra de esta contradictoria transición entre estilos es que la bóveda de crucería de la nave central, que genera empujes aislados en sus estribos, estaba contrarrestada mediante bóveda de cañón en botarel, que se corresponde con el empuje de una bóveda de estribo lineal como es la de medio punto o la ojival. Es en el siglo XIX cuando sendas reformas efectuadas por Hernandez Callejo (1852) y Enrique Repullés (1884) sustituyen las bóvedas botareles por arbotantes ocultos bajo las cubiertas de la tribuna18.

The continuity of the roof was interrupted as a result of the higher elevation of the central nave, which was shored by one or two rows of flying buttresses: Evidence of this contradictory transition between styles is provided by the fact that the ribbed vault in the central nave, which generates isolated thrusts on its piers, was counteracted by a buttressed barrel vault, which corresponds to the thrust from a vault carried by a linear pier, such as tunnel or ogee vaults. Nineteenth century reforms authored by Hernández Calleja (1852) and Enrique Repullés (1884) replaced the buttressed vaults with flying buttresses hidden underneath the gallery18.

Fig. 15. Iglesia de San Vicente de Ávila. 1130 – 1170. Arbotantes 1852 –1894.

St Vincent’s Church, Ávila. 1130–1170. Flying buttresses 1852-1894. • Sección en la que se contempla la bóveda de

crucería de la nave central y los arbotantes de la nave sur ejecutados por Hernández Calleja antes de ejecutar los simétricos en la nave norte19.

1 Contrarresto de bóveda de medio punto mediante bóvedas botareles. Los arcos de medio punto contrarrestan el empuje de los estribos.

2 Contrarresto de bóveda de crucería mediante arbotantes cubiertos.

• Fotos del interior de la tribuna de los arbotantes de fábrica de ladrillo y de los restos de la primitiva bóveda de entibo.

• Section showing the ribbed vault over the

central nave and the flying buttresses in the south aisle designed and built by Hernández Calleja that preceded the symmetrical buttresses on the north aisle19.

1 Barrel vault with thrust counteracted by buttress vaults. The Roman arches counteract the thrust from the piers.

2 Ribbed vault with thrust counteracted by concealed flying buttresses.

• Photos of brick masonry flying buttresses inside the gallery, and remains of the original counter vault.

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4. Conclusión Por su ubicación y comportamiento estructural todos estos arcos ocultos tras el triforio y bajo la cubierta son arbotantes. Constituyen uno de los antecedentes de los que posteriormente se desarrollan en el templo gótico cuando cruzan el espacio a la intemperie por encima de las cubiertas hasta encontrarse con unos contrafuertes elevados sobre el muro del que arrancan exentos: los botareles.

4. Conclusion

On the basis of position and structural behaviour, all such arches, masked by the triforium and the roof, are flying buttresses. They are the precursors of the arches that would not only be exposed in subsequent temple design – clearing the roofs that cover the aisles and abutting with detached piers known as buttresses – but would become one of the most characteristic features of Gothic churches.

Referencias 1. BONET CORREA, Antonio. Arte Pre-románico

Asturiano. P.p. 54 y 72. Ediciones Peligraría S.A. / Barcelona 1.987

2. ANCLAND, James H. Medieval Structures. University of Toronto, Canadá 1972. Pág. 100

3. GIOVANNONI, Gustavo THE LEGFACY OF ROME / Cap.: BUILDING AND

ENGINEERING ED. Cyril Bailey / Oxford 1923. Pág. 457

4. ANCLAND, James H. Op. cit. Pág. 92 5. VIOLLET-LE-DUC, Eugene. Capítulo

<<Construcción>> del Dictionnaire raisonné de l’architecture française du XIe au XVIe siécle. 1ª Edición: M. Bance, París 1858-1868. Lám. 49

6. CHOISY, Auguste. Histoire de l´architecture, op. cit Tomo II, París 1908. Pag. 300 7. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Historia de la

Arquitectura Cristiana española en la Edad Media. Espasa Calpe, Madrid 1930. Tomo I Pág. 451

8. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo II Pp. 451.

9. ANCLAND, James H. Op. cit., Pág. 93 10. DEHIO, George y BEZOLD, Gustav Die kirchliche Bau Kunst des Abendlandes Füntter Band. Tafelm 446-601. 1969 Tomo I, fig. 10 11. ANCLAND, James H. Op. cit. Pág. 92 12. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo I Pag. 560 13. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo I Pag. 553 14. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo II Pag. 298 15. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo I Pag. 562 16. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo II. Pp. 451-452 17. LAMPEREZ Y ROMEA, Vicente. Op. cit. Tomo I. Pag. 475 18. REPULLES Y VARGAS, Enrique María. La Basílica de los Santos Mártires Vicente, Sabina y Cristeta en Ávila. Madrid 1894. Ed. Facsimil Industrias Gráficas Abulenses. Ávila 1997. Pp. IX a LVII 19. REPULLÉS Y VARGAS, Enrique María. Op. Cit.

Ignacio García Casas, Dr. Arquitecto, es Jefe de la Unidad de Ruinas del Ayuntamiento de Madrid. Es profesor invitado en diversos cursos, en los que participa entre otros temas, con lecciones sobre los sistemas constructivos de edificios históricos.

Ignacio Garcia Casas, Doctor In Architecture, Head of the Unit of Ruin of the Municipal Government. He is a visiting professor in several courses, in which he participates lecturing on, among other themes with lessons on constructive systems of historic buildings.


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ANÁLISIS DEL DETERIORO EN LOS MATERIALES PÉTREOS DE EDIFICACIÓN ANALYSIS OF STONE MATERIAL DAMAGES IN BUILDINGS Fco. Javier Alonso, Rosa Mª Esbert, Jorge Ordaz y Patricia Vázquez Resumen Para el correcto diagnóstico de las lesiones de la piedra en edificios o monumentos es conveniente tener en cuenta todos los aspectos implicados en su deterioro: desde su extracción en cantera hasta su evolución en el edificio, además de examinar el estado de alteración presente. En este análisis se separan los efectos observados, conocidos como daños o lesiones, de las causas a las que se atribuyen. Entre estas causas se diferencian los factores que pueden intervenir en el deterioro y los procesos desarrollados. Se examinan tres tipos de factores: propios del material (composición, textura y espacios vacíos), derivados del clima y de la contaminación ambiental (agua, contaminantes, sales solubles y organismos) y constructivos o propios del edificio (manipulación de la piedra, puesta en obra y disposición en la fábrica). La acción generada por esos factores sobre los materiales son los distintos procesos de alteración, que por su carácter pueden ser físicos, químicos o biológicos. El diagnóstico de lesiones comporta la determinación del origen de los daños a partir de las lesiones observadas, con el fin prevenir dichos daños y reparar las lesiones. En el presente artículo se exponen, de manera sintética, los aspectos relacionados con las causas que producen las lesiones, poniendo especial énfasis en el análisis global de la alteración.

Summary In order to carry out a correct diagnosis of the stone damage in buildings or monuments all aspects implied in the deterioration should be considered: that is, from the extraction at the stone quarry up until the material evolution on the building, as well as examining the present state of alteration. Here in this analysis, the effects observed --called damages or injuries-- are separated from the causes which produce them. Among these causes, two factors can be distinguished: the factors intervening in the damage and the processes developed. Three types of factors are studied: the ones of the material itself (composition, texture and voids), those factors derived from the climate and environmental pollution (water, polluters, soluble salts and organisms) and construction factors or those from the building itself (stone handling, placing and laying of stone ashlar). The actions produced by these factors on the materials are the different alteration processes which can be chemical, physical or biological depending on their origin. The diagnosis of the damage includes the determination of the injuries and their repair. In the present article, aspects related to damage causes are briefly explained, emphasizing the global analysis of the alteration. Fco. Javier Alonso Rodríguez is Titulary Professor in Petrology and Geochemistry. Rosa Esbert Alemany is Cathedratic in Petrology and Geochemistry. Jorge Ordaz Garagallo is Titulary Professor in Petrology and Geochemistry. Patricia Vázquez Menéndez is a Collegian on Training Research Staff. The are professors of the Department of Geology of the University of Oviedo that has a very long trajectory in research on rocky materials of several national monuments.


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1. Piedras y rocas utilizadas en construcción La piedra es un material tradicionalmente utilizado en construcción por sus propiedades: dureza, resistencia y durabilidad, a las que hay que sumar el valor estético. También se emplean otros materiales pétreos artificiales, más o menos similares, como el ladrillo y el hormigón; no obstante, la piedra natural sigue siendo utilizada y apreciada como signo de calidad, especialmente en edificaciones notables, concebidas para perdurar durante generaciones. Los materiales pétreos naturales utilizados en construcción –tanto en épocas pasadas como hasta fechas recientes– se sitúan entre los más abundantes en cada zona, ya que son éstos los que ha tenido más a mano el hombre y los que normalmente presentan costes más bajos de explotación. Así, los sillares de piedra con los que se han levantado los edificios monumentales proceden del entorno de la edificación. Actualmente se utilizan cada vez más las rocas ornamentales, en forma de losas de revestimiento, y su difusión es mucho mayor.

Las piedras utilizadas en construcción son materiales rocosos, aunque es evidente que no todas las rocas presentes en la naturaleza son aptas para dicho fin. En concreto, las rocas utilizadas como piedras naturales deben ser materiales coherentes, obtenidos a partir de bloques de roca libres de grandes discontinuidades. Las rocas son agregados de minerales, formados por procesos naturales, abundantes en la corteza terrestre; es decir, normalmente se presentan en grandes masas. Cuando las condiciones de explotación son favorables y pueden obtenerse bloques de una roca relativamente dura, coherente y que mantiene esas propiedades en el tiempo, se extrae la roca en canteras y, elaborada por el hombre en talleres, se utiliza en construcción.

Los diferentes tipos de rocas se establecen en función de sus dos características esenciales: los componentes minerales (mineralogía) y su modo de agregación (textura). Dichas características se conocen como “características petrográficas”, y dan lugar al aspecto distintivo que muestran los diferentes tipos rocosos y, por tanto, de piedras naturales. Las características petrográficas de las rocas, y de los materiales pétreos en general, son debidas a los procesos ocurridos en su formación. Por ello, una buena forma de clasificar las rocas es a partir de criterios genéticos; en este sentido se distinguen tres tipos de rocas: ígneas (plutónicas, volcánicas), metamórficas y sedimentarias (Tabla 1). No obstante, desde el punto de vista aplicado –en relación con su comportamiento como materiales de construcción– son más útiles clasificaciones descriptivas, basadas en las propias características petrográficas. Así, en función de la mineralogía se utilizan básicamente dos tipos de rocas: silicatadas y carbonatadas, y otros dos de acuerdo con su textura: detríticas y cristalinas (Tabla 2). Las rocas detríticas también se conocen como rocas cementadas, considerando en este caso el cemento en sentido amplio, es decir, como fase de unión entre los granos.

Rocas ígneas

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Granito Mármol Caliza Sienita Pizarra Arenisca Gabro Cuarcita Dolomía

Andesita Serpentinita Travertino Basalto Gneis Limolita Pórfido Esquisto Conglomerado

Tabla 1. Tipos rocosos utilizados en construcción en relación con su origen.


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Composición Rocas

silicatadas Rocas

carbonatadadas Granito Mármol

Arenisca Caliza Textura /

Porosidad Detríticas /

Porosas Cristalinas / Fisuradas

Arenisca Granito Caliza Mármol

Tabla 2. Principales tipos rocosos de acuerdo

con sus características petrográficas. Los espacios vacíos o –en su acepción genérica– la porosidad es una característica petrográfica fundamental en el comportamiento de las rocas, que está relacionada con su textura y en última instancia con su génesis. De acuerdo con las características de los espacios vacíos se consideran dos tipos de rocas: porosas y fisuradas. Las rocas porosas se distinguen por presentar abundantes espacios vacíos más o menos equidimensionales (poros) y las rocas fisuradas por espacios vacíos planares (fisuras). Las rocas porosas son propias de las texturas detríticas y las rocas fisuradas de las texturas cristalinas. Otras características importantes de los materiales rocosos que intervienen en la valoración de la piedra natural son la heterogeneidad y la anisotropía. Así, son frecuentes diferencias entre distintos bloques de un mismo material, y a veces entre distintas muestras obtenidas de un mismo bloque, por ello las características de la piedra natural deben contemplarse dentro de un cierto margen de variación. También es frecuente observar orientación en los bloques, que con frecuencia hace variar el aspecto de las distintas caras; la presencia de esos planos de anisotropía ha de tenerse en cuenta tanto a la hora de preparar el material como durante su puesta en obra, ya que puede cambiar de forma notable su comportamiento frente a la alteración.

2. Alteración, meteorización y alterabilidad.

Las piedras en los edificios –como las rocas en la naturaleza–, inmersas en un determinado ambiente durante cierto tiempo, tienden a alterarse, es decir, sufren cambios en su naturaleza, que pueden manifestarse es su aspecto externo (color, estado de agregación…) o en su comportamiento (dureza, resistencia…). En la naturaleza las rocas se meteorizan debido a la acción de los agentes atmosféricos, en los edificios las piedras se alteran por los mismos factores naturales, si bien en este caso también influyen otros factores de tipo constructivo (manipulación del material, puesta en obra, relación con morteros…). En ambos casos se desarrollan procesos similares que conducen a la degradación de sus propiedades físicas del material. Por alteración de un material se entiende la modificación de sus características: de su composición o de sus propiedades, por exposición al ambiente. Se trata de un término que puede aplicarse a distintas escalas a los materiales (fábrica de piedra, sillar, componente mineral…). La meteorización es la alteración natural de los materiales rocosos por agentes atmosféricos, que conlleva procesos físicos de disgregación o químicos de descomposición; es un término que se aplica a las rocas en la naturaleza, a escala de macizo rocoso. Normalmente la meteorización tiene lugar a largo plazo, durante periodos de tiempo geológico, y siempre supone degradación de las rocas: pérdida de compacidad y de coherencia. Por el contrario la alteración se considera que tiene lugar a corto plazo, a escala histórica, se refiere a la evolución del material desde un pasado reciente. En teoría la alteración de un material no implica su degradación; no obstante, cuando se aplica a los materiales de construcción se utiliza normalmente con ese significado de degradación o deterioro, es decir, el cambio es perjudicial para su conservación: respecto al mantenimiento de sus características y propiedades en el tiempo. El resultado de la alteración de los materiales rocosos puede verse como el paso de una roca sana, más o menos compacta y coherente –como las que normalmente se utilizan en construcción–, a una


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roca alterada, menos coherente o de peor aspecto.

La alteración de los materiales rocosos es un proceso natural cuyo origen es el desequilibrio existente entre sus condiciones de formación y las actuales en el edificio. Las rocas se generan en la corteza terrestre a mayor o menor profundidad –a presión y temperatura más o menos elevadas– y en esas condiciones cristalizan, recristalizan, se compactan o se cementan. En la superficie terrestre –a más baja presión y temperatura–, en contacto con los fluidos atmosféricos –aire y agua– y bajo la actividad de los organismos, las rocas se desestabilizan y se van transformando en busca de un nuevo equilibrio. Debido a las distintas reacciones que pueden tener lugar entre el material sólido y los fluidos del ambiente, se desarrollan diferentes procesos que conducen a la disgregación mecánica y a la descomposición química del material. En la mayor parte de los casos el desarrollo de estos procesos es lento, gradual y progresivo. En los edificios, sobre todo en ambientes urbanos con atmósfera más o menos contaminada, la alteración de la piedra evoluciona más deprisa que en la naturaleza. En consecuencia, la alteración de la piedra es un proceso natural más o menos lento y continuo, y siempre irreversible, que puede retardarse con intervenciones de restauración y con el mantenimiento de los edificios, pero que no puede evitarse.

Ligada a la evolución de la alteración en el tiempo se establece el concepto de alterabilidad. La alterabilidad se define como la susceptibilidad o tendencia de un material a alterarse. Inversamente, el término durabilidad expresa la resistencia de un material a alterarse o, de otro modo, la capacidad de mantener en el tiempo sus características y propiedades. El diagnóstico de lesiones atiende fundamentalmente al estado de alteración que presenta la piedra en un momento dado –el presente– en la vida de un edificio. No obstante, a partir de esos datos de alteración, de su evolución en el pasado y, normalmente, con el apoyo de ensayos complementarios de envejecimiento artificial, es conveniente hacer

también consideraciones respecto a su futuro comportamiento. 3. Análisis de la alteración Valorar la alteración de los materiales es un tema complejo, difícil de sistematizar y de cuantificar, debido a los numerosos aspectos implicados, concernientes a distintas categorías (formas, grados, procesos, agentes…) que, a su vez, presentan relaciones de dependencia entre sí. En consecuencia, el análisis de la alteración comienza por ordenar y definir esos aspectos.

En la alteración de los materiales –como en la meteorización de las rocas– cabe distinguir entre los efectos presentados, conocidos como daños, lesiones o formas de alteración, y las causas que los han generado. Dentro de las causas puede atenderse a los factores, variables o agentes que pueden intervenir en el deterioro; y a los procesos o mecanismos desarrollados. Los factores responden a por qué se alteran los materiales y los procesos a cómo se alteran. Las causas de la alteración no son observables, lo que vemos son sus efectos: el resultado de los procesos. Las causas se deben deducir de la interpretación de los hechos observados. El diagnóstico de lesiones consiste en hacer esa interpretación, es decir, determinar el origen de los daños a partir de las lesiones observadas, con el fin prevenir dichos daños y sanar las lesiones. 3.1. Factores y agentes de alteración. Los factores presentes o las variables que pueden intervenir en la alteración de la piedra en los edificios, pueden incluirse en distintas categorías; unos son factores internos al material, es decir propios de la roca de la que procede la piedra, son los que permiten establecer su calidad. Otro género de factores –considerados externos al material– son las características del ambiente donde se encuentra inmersa la piedra, se conocen como agentes de alteración y determinan la agresividad del medio. Finalmente existe un tercer grupo que puede tener tanto peso como los anteriores, son los factores relacionados con la construcción (preparación de la piedra, puesta en obra,


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situación en el edificio, relación con otros materiales…).

Factores relativos a la naturaleza del material La variabilidad de materiales pétreos es relativamente grande y también lo es su comportamiento frente a la alteración; si bien en distinto grado, todos los materiales se alteran con el paso del tiempo.

Las características petrográficas: composición, textura y porosidad –que permiten identificar el tipo de roca y que condicionan sus propiedades– son los parámetros que en última instancia influyen en su comportamiento frente a la alteración (Tabla 3). Ejemplos de esta influencia pueden verse en paramentos construidos con distintos tipos de piedra, cuando sillares próximos –y por tanto sometidos a las mismas condiciones– presentan deterioros diferentes (Figura 1); también puede observarse cómo dentro de un mismo tipo de piedra pequeñas diferencias petrográficas entre sillares –no siempre fáciles de detectar– pueden conducir a comportamientos desiguales frente a la alteración (Figura 2).

Macroscópicas Composicion* Microscópicas Aspecto general Granos / Cristales Tipo de textura

Color Tamaño de grano / cristal Compacidad Forma de grano / cristal Coherencia

Fase de unión - matriz

- cemento Fase de unión / Bordes de cristal Orientación Otros componentes Tamaño y forma de vacíos

Homogeneidad Orientación y distribución Estructuras Discontinuidades Alteración

Espacios vacíos - poros

- fisuras Alteración * Naturaleza y porcentaje de los componentes

Tabla 3. Características petrográficas relacionadas con la calidad de la piedra natural.

Figura 1. Acusadas diferencias de alteración entre dos tipos de piedra (caliza amarilla y dolomía blanca) situadas en ambiente similar, en la Catedral de Oviedo.

Figura 2. Sillares aparentemente del mismo tipo de piedra (dolomía blanca) y expuestos al mismo ambiente con notables diferencias de alteración, en la Catedral de Palma de Mallorca.


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Respecto a la composición de la piedra, importa la mineralogía y la composición química. Así, en general, las rocas silicatadas (granitos y areniscas) muestran mejor comportamiento que las carbonatadas (mármoles y calizas); en particular destaca la mayor solubilidad de estas últimas. Determinados minerales minoritarios en la roca (arcillas, minerales de hierro...) pueden influir negativamente en su resistencia a la alteración, debido a distintas causas: disolución, hidratación, hinchamiento, cambio de color… El estudio de la composición, además de atender al tipo de mineral presente, con frecuencia se debe contemplar también su grado de alteración (en feldespatos, micas...). En cuanto a la textura, las rocas cristalinas (granitos y mármoles) suelen mostrar mejor comportamiento que las detríticas (areniscas y calizas). En las texturas detríticas la presencia de matriz arcillosa –en vez de cemento– como fase de unión de los granos, es un factor negativo. También influye negativamente la existencia de anisotropías (estratificación, laminación…), condicionando además la forma de alterarse del material (acanaladuras, exfoliación…). Otros parámetros texturales a considerar son el tamaño, la forma y las características de los bordes de los granos –en las rocas detríticas– o de los cristales –en las cristalinas–, dada su relación con la coherencia del material. Los espacios vacíos –íntimamente ligados a la textura– constituyen sin duda el factor petrográfico más importante frente a la alteración, ya que contienen fluidos y en el contacto sólido-fluido tienen lugar las reacciones de alteración. Normalmente las rocas porosas (textura clástica) son más alterables que las fisuradas (textura cristalina); en concreto son las características de la porosidad las que justifican este comportamiento. En las rocas porosas influye en primer lugar el volumen de poros abiertos o accesibles al agua, siendo en general más alterables las rocas más porosas; después importa el tamaño de los poros, presentando mayor alterabilidad las rocas de menor tamaño de poro y, por tanto, con mayor superficie

específica. En las rocas cristalinas al aumentar la fisuración –el tamaño y la densidad de las fisuras– disminuye la durabilidad. Factores relativos a las condiciones del ambiente. La influencia del ambiente en la alteración de la piedra puede contemplarse a distintas escalas: en diferentes ámbitos geográficos –con diferencias climáticas–, o en distintas partes de un edificio, y por tanto con el mismo clima pero con variaciones en el microclima. En ambos casos puede observarse cómo un mismo material sometido a distintas condiciones ambientes evoluciona de forma diferente y muestra distinta alteración. Los factores ambientales que actúan sobre los materiales son diversos, y pueden agruparse según su origen en propios del clima y derivados de la contaminación. El clima conlleva variables muy importantes en el desarrollo de los procesos de alteración (temperatura, precipitación, viento…), importando tanto sus valores medios como los extremos y, sobre todo, la frecuencia y velocidad de sus variaciones. La contaminación también agrupa otras variables (diversos tipos de gases y de partículas –aerosoles– en la atmósfera y de sales en los suelos), procedentes de distintas fuentes (naturales y antrópicas). Todas estas variables interactúan entre sí y determinan las características de la atmósfera que envuelve la piedra en los edificios. Además, todas ellas, condicionan el desarrollo de otra fuente notable de alteración: la actividad de los organismos. Atendiendo a su actuación, también se denominan agentes de alteración, siendo los principales: el agua, los contaminantes, las sales solubles y los organismos. El agua es el agente más importante de alteración, presente en todos los procesos: interviene en los procesos químicos, ya que siempre son reacciones en medio acuoso, y en los procesos físicos más importantes (acción del hielo, de las sales solubles…), (Figura 3). Los materiales porosos siempre presentan un cierto contenido en agua –o de humedad– que tiende a estar en equilibrio con el contenido en agua o en vapor de agua en el ambiente; de acuerdo poroso de la roca, el agua puede presentarse en fase líquida, sólida o de vapor, lo que conlleva


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cambios de fase. En cuanto a la acción del agua en los materiales, importan sobre todo los cambios en su contenido (ciclos humedad-sequedad) y los cambios de fase (ciclos hielo-deshielo). Los contaminantes atmosféricos se presentan esencialmente en las áreas urbanas e industriales, y también en las zonas costeras. En ambientes urbanos e industriales los contaminantes que más afectan a la piedra son: los gases –entre los que destacan el dióxido de azufre (SO2), los compuestos de nitrógeno (NOX, NH4), los óxidos de carbono (CO, CO2), los cloruros (HCl) y los compuestos orgánicos volátiles (COV)– y las partículas –variables en composición, tamaño y origen–. En dichos ambientes los contaminantes proceden principalmente de los procesos de combustión (centrales térmicas, calderas domésticas, automóviles, industria…). Las zonas costeras presentan otro tipo de contaminantes naturales: los aerosoles salinos. La presencia en la atmósfera de estos contaminantes, junto a elevados contenidos en vapor de agua, genera contaminantes secundarios, como la lluvia ácida. El agua de lluvia es ligeramente ácida (pH: 5,6) debido a que está en equilibrio con el contenido en CO2 que presenta la atmósfera.

Esta agua en contacto con la piedra va disolviéndola a la vez que se neutraliza; en consecuencia, las aguas de escorrentía presentan más o menos sales, y el contenido en sales se incrementa en las aguas freáticas. Las sales contenidas en al agua –sales solubles– circulan por piedra y, de acuerdo con las condiciones del ambiente, precipitan y se disuelven con mayor o menor facilidad. Esta alternancia de estado, junto al hecho de cristalizar con distintos grados de hidratación, hace que sean importantes agentes de alteración. Los materiales de construcción pueden presentar distintos tipos de sales solubles: sulfatos, nitratos, cloruros y carbonatos. Los sulfatos son las sales más abundantes y también las más importantes como agentes de alteración; en los edificios pueden proceder de la contaminación ambiental o de los morteros. Los cloruros son sales muy higroscópicas, relacionadas normalmente con aerosoles marinos, excepcionalmente pueden proceder del suelo (en terrenos evaporíticos) o ser aportados por el hombre en relación con las heladas. Los nitratos se atribuyen a la actividad de los organismos, principalmente proceden de la descomposición de la materia orgánica, cuya fuente pueden ser excrementos en aguas de escorrentía o en aguas freáticas abonos (zona agrícola), aguas fecales (zona urbana). Los carbonatos están relacionados con sustratos calcáreos y, en general, son menos abundantes y menos nocivos que otras sales.

Figura 3. Daños generados por la humedad en el teatro Victoria Eugenia (San Sebastián).

Figura 4. Desarrollo de vegetación (musgos y plantas superiores) en la iglesia de Santa María de Briviesca (Burgos).


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Los organismos pueden colonizar todo tipo de sustratos y ser notables agentes de alteración; de acuerdo con sus características y su acción sobre la piedra se distinguen: microorganismos, algas verdes, líquenes, musgos, plantas superiores y animales. Los microorganismos y las bacterias –aunque difíciles de detectar– están presentes en todos los sustratos y en todos los ambientes, y su actividad altera y prepara los materiales para ser colonizados por otros más evolucionados. Las algas verdes –el verdín de los edificios– son propias de los materiales calizos y de ambientes húmedos, donde forman sustratos ricos en materia orgánica, favorables a la retención de polvo y humedad. Los líquenes se fijan sobre superficies rugosas en ambientes limpios (no contaminados), iluminados y bien ventilados, y cabe destacar respecto a la alteración su lento desarrollo. Los musgos crecen en zonas horizontales sobre sustratos porosos –ricos en depósitos superficiales–, en ambientes húmedos y umbríos, donde retienen la humedad y empieza a formarse suelo (Figura 4). Las plantas superiores suelen aparecer en grietas y fisuras, o en las juntas sobre los morteros, y también colaboran a convertir la roca en un suelo. Algunos animales son notables agentes de alteración: ciertos insectos como las avispas por sus nidos, determinadas aves como las palomas y las cigüeñas por sus excrementos…

Factores relativos al edificio. Además de las características del material y del ambiente, existen otra serie de factores que afectan a la alteración de la piedra en los edificios, derivados en parte de su manipulación previa y de su puesta en obra y, por otra parte, de la posición que ocupa en la fábrica. En relación con la su manipulación debe señalarse en primer lugar que el paso de una roca –en la naturaleza– a una piedra de construcción implica su extracción en cantera, y el método de extracción (artesanal, hilo diamantado, explosivos…) puede afectar a su comportamiento. En su elaboración, de acuerdo con la textura y porosidad de la roca, el material pueden presentar distintos acabados superficiales (fractura, corte de sierra, abujardado, pulido…) que hacen que sea más o menos susceptible a la alteración. También deben tenerse en cuenta sus condiciones de almacenamiento, evitando humedades o aportar contaminantes. Otros factores que pueden influir en la puesta en obra son: el tamaño de los elementos, dada su relación con la longitud de las juntas; su disposición respecto a la estratificación u otra anisotropía, para prevenir exfoliaciones y descamaciones (Figura 5); la naturaleza de los morteros y la de otros materiales de construcción (metales…) con los que está en contacto, ya que pueden aportar productos nocivos (sales solubles, óxidos de hierro…), (Figura 6).

Figura 5. Sillar colocado con la estratificación vertical, mostrando tendencia a exfoliarse, en el Ayuntamiento de Comillas (Santander).

Figura 6. Eflorescencias sobre ladrillos, aparecidas tras un periodo lluvioso, en el Palau de la Música (Barcelona).


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Figura 7. Diferencias en la alteración de la piedra (caliza del Páramo) con la altura, en la iglesia de San Pablo (Valladolid).

Figura 8. Influencia del diseño de la fachada en el deterioro de la piedra (caliza de Hontoria), en la fachada de Santa María de la Catedral de Burgos.

La disposición en la fábrica también condiciona la alteración de la piedra. Así, la orientación influye en la insolación y en la retención de humedad; la disposición en altura, así en las zonas bajas puede penetrar el agua por capilaridad (Figura 7); la inclinación de la superficie respecto de la vertical, ya que cuanto más horizontal más fácil es el depósito de partículas y el desarrollo de vegetación; la exposición a la lluvia, puesto que el agua de escorrentía mantiene la superficie limpia y, por el contrario, la retención de humedad fija la suciedad; los elementos singulares (zonas labradas, cornisas, impostas, dinteles…), pues aumentan la superficie expuesta y modifican la circulación del agua (Figura 8); las zonas de concentración de tensiones, donde se generan fisuras que favorecen la actuación de los agentes de alteración. 3.2. Procesos. La alteración de la piedra es consecuencia de los distintos procesos o mecanismos desarrollados en su seno por la acción de los agentes ambientales. Procesos y mecanismos son términos que tienen el mismo significado: ambos se refieren al conjunto de las fases sucesivas que presenta un fenómeno, en este caso la alteración. Esencialmente todos los procesos se pueden incluir dentro de dos tipos: físicos y químicos; en los primeros los cambios producidos en los

materiales afectan sólo a su estado de agregación y no hay cambio sustancial en su naturaleza, mientras que los segundos producen cambios en su composición. Son procesos físicos característicos la disgregación y la fragmentación, mientras que términos como descomposición y disolución responden a típicos procesos químicos. También suelen citarse como origen de los daños procesos o acciones de tipo mecánico y biológico. En los edificios, las acciones mecánicas se refieren a un tipo concreto de procesos físicos que sufren los materiales cuando forman parte de estructuras constructivas, consecuencia de las cargas que tienen que soportar o por problemas de subsidencia. Los procesos biológicos se refieren las acciones generadas por organismos, y en última instancia, según como afecten a la naturaleza de los materiales, pueden tener carácter físico o químico. Los procesos físicos son consecuencia de fuerzas externas (presiones) que generan esfuerzos internos (tensiones) en el seno del material. Dichas fuerzas pueden ser naturales (procesos físicos en sentido estricto), como la presiones de cristalización o de hidratación, o ser debidos a una mala distribución de cargas en el edificio (procesos físico-mecánicos). En ambos casos se generan expansiones y contracciones que producen cambios de volumen y, finalmente, la desintegración o rotura del material. Dependiendo de las características del material –especialmente de


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su textura– y del agente que genera las tensiones, los daños pueden ser de distinta clase: deformación, disgregación o fragmentación. Los procesos químicos son debidos a distintas reacciones del material con los fluidos del ambiente: hidratación, hidrólisis, disolución, oxidación, carbonatación, sulfatación, intercambio iónico. Dependiendo del tipo de material –esencialmente de su composición– se presenta un tipo de reacción u otro. Así, los feldespatos se descomponen por hidrólisis y pasan a minerales arcillosos, los carbonatos mayoritariamente se disuelven, los minerales de hierro tienden a oxidarse, muchas sales solubles se hidratan y las arcillas se transforman por cambios iónicos. Todas estas reacciones tienen lugar en medio acuoso y en ellas influye la composición y temperatura del agua, y la superficie específica del material, sobre la que actúan todos estos procesos. Entre ambos procesos se produce una sinergia, ya que los físicos incrementan la superficie específica y los químicos debilitan y ablandan la roca. Los procesos biológicos varían dependiendo del tipo de organismo que los genere. Los microorganismos y las bacterias utilizan materiales inorgánicos como nutrientes, los metabolizan y los alteran; pueden participar en la formación de yeso, oxidar los compuestos de hierro y liberar ácidos o álcalis. Las algas verdes, al retener la humedad y el polvo, favorecen los procesos químicos. Los líquenes actúan de forma física (contracción y expansión del talo) y química (liberación de ácidos liquénicos y oxalatos). La acción de los musgos es esencialmente química, resultado de la acidez de raíces y exudados. Las plantas superiores tienen acciones físicas (presión de las raíces) y químicas (liberación de ácidos). Igualmente los animales pueden generar daños físicos por su acción directa o químicos por reacciones a partir de sus excrementos. Finalmente la acción del hombre cada vez es mayor –sobre todo en edificios monumentales– debido a veces al creciente uso (desgastes, golpes…), a conflictos bélicos (impactos, incendios…), a intervenciones incorrectas (tratamientos desacertados…) o,

en este caso de deterioro de edificios, también puede ser por omisión: falta de mantenimiento. 4. Conclusión. La consecuencia de todos estos procesos es un cambio en el aspecto y en la naturaleza de los materiales y, por tanto, en sus propiedades y comportamientos. El grado de modificación que sufren los materiales varía –de forma más o menos gradual– desde la superficie expuesta hacia su interior. El resultado son los daños o lesiones puestos de manifiesto en las superficies alteradas y, como es sabido, el estado de los materiales en los edificios es importante por su función estructural y por su percepción estética. BIBLIOGRAFÍA - Amoroso, G.G. y Fassina, V. (1983). Stone decay and

conservation. Atmospheric pollution, cleaning, consolidation and protection. Elsevier, Amsterdam, 453 p.

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REVISTA ELECTRÓNICA No. 3 SEPTIEMBRE DE 2006

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EVALUACIÓN DEL GRADO DE PENETRACIÓN DE TRATAMIENTOS CONSOLIDANTES MEDIANTE LA DETERMINACIÓN DE LAS VARIACIONES EN LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE ONDAS LONGITUDINALES PENETRATION ASSESSMENT OF CONSOLIDATING TREATMENTS BY DETERMINATION OF THE LONGITUDINAL WAVES PROPAGATION SPEED Félix J. Mateos Redondo, Rosa Mª Esbert Alemany, Araceli Rojo Álvarez y Luis Valdeón Menéndez Resumen En el siguiente trabajo se presenta una metodología sencilla, basada en las variaciones de la velocidad de propagación de ondas longitudinales a través de probetas de piedra, para evaluar el grado de penetración de los productos de consolidación aplicados a la superficie de las mismas con el fin de mejorar su grado de cohesión. Introducción Los productos consolidantes que se aplican a la piedra tienen por objeto aumentar su cohesión granular, mejorando sus propiedades mecánicas, sin introducir modificaciones en el color y brillo de su superficie. La mayoría de productos comerciales, orgánicos o silico-orgánicos, que en la actualidad se encuentran en el mercado cumplen con esta finalidad, a excepción de las resinas epoxídicas que sufren importantes variaciones de color con la radiación ultravioleta. Sin embargo no sólo las características antes indicadas son importantes en la aplicación de consolidantes, sino que la capacidad de penetración del producto en el seno de la piedra alterada es fundamental. Este aspecto alcanza singular importancia en la consolidación de elementos o piedras expuestas a la intemperie. Una consolidación excesivamente superficial induce, a corto plazo, al despegue de la capa superficial tratada.

Summary The following article shows a simple methodology based on the speed variation of the longitudinal waves propagation through stone test pieces. This is done in order to assess the degree of penetration of the consolidation products applied to the surface of the test pieces so as to improve the material cohesion. Introduction Consolidating products applied to stone are used to increase its granular cohesion improving the mechanic properties without introducing changes in colour or the surface shine. The majority of commercial products, organic or siliceous-organic presently in the market fulfil this use, except for the epoxidic resins which suffer great colour variations with ultraviolet radiations. Nevertheless, not only the characteristics previously mentioned are important when applying consolidants, the penetration capacity of the product inside the stone is also basic. This aspect becomes fundamental in consolidators of stone or elements exposed to the weather conditions. An excessively superficial consolidation leads to –in a short term—detachment of the superficial treatment coat.


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Así pues es necesario que el consolidante penetre en la roca sana, por lo menos en los primeros milímetros. Por todo ello, la evaluación del grado de idoneidad de un consolidante requiere controlar su profundidad de penetración; el grado de ocupación de los espacios vacíos, sin dejar de lado aspectos tales como las modificaciones de color y las de permeabilidad al vapor (transpirabilidad del sistema piedra-tratamiento). Para ello se requiere realizar una serie de ensayos de laboratorio y pruebas in-situ (Figura 1) encaminadas a determinar, de forma específica, el grado de idoneidad de cada uno de los posibles consolidantes a aplicar. Una vez garantizado que el grado de penetración de los mismos es adecuado y que las modificaciones inducidas son mínimas, hay que controlar la durabilidad que estos sistemas presentan en el tiempo, sometiendo los materiales tratados a ensayos de envejecimiento artificial acelerado.

Therefore, the consolidant needs to penetrate –at least upon the first millimetres-- into the healthy stone. As a consequence, the assessment of a suitable consolidant requires that the penetration degree and occupation of voids are controlled. At the same time, aspects such as changes and variations in colour, steam permeability (transpirability of the stone treatment system) should also be considered. For this reason, a series of lab tests and in situ tests are to be performed (Figure 1). These will also determine the suitability degree of each of the possible consolidants to be applied. Once the adequate penetration degree of the materials has been ensured, and the changes implied are minimized, the durability of these systems through time has to be stated by performing accelerating artificial aging tests to the treated materials.

Figura 1. Prueba de consolidación en el laboratorio mediante ascensión capilar. Se puede observar la altura alcanzada por el consolidante sobre las probetas de roca (caliza margosa) (altura capilar de los productos) a las 2,5 horas de su aplicación.


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Grado de penetración de los consolidantes El estudio de la penetración de los consolidantes ha de establecer la profundidad que han alcanzado los mismos en el seno de la roca una vez que éstos han polimerizado, así como, el volumen de espacios vacíos (poros y/o fisuras) ocupados tras la consolidación de la misma. Como ya se había indicado en el apartado anterior, es fundamental conocer de manera precisa dicha profundidad de penetración, ya que, si ésta no es lo suficientemente importante, a corto o medio plazo puede dar lugar a la aparición de una superficie de rotura en la interfase piedra tratada-piedra no tratada, produciéndose fenómenos de desplacación. Tanto en el momento de aplicación de los consolidantes cómo posteriormente, una vez que éstos han polimerizado en el seno de la roca, es frecuente la aparición en las paredes de las probetas de variaciones cromáticas de mayor o menor intensidad, que nos separan claramente la zona consolidada, de aquella zona en la cual el consolidante no ha llegado a penetrar (Figura 1). Sin embargo, dichas observaciones han de ser consideradas meramente orientativas, ya que en algunos casos, parte de la zona que presenta

variaciones cromáticas y por lo tanto se considera consolidada, éstas están relacionadas sólo con el disolvente, que ocasionalmente sufre cierta inmiscibilidad separándose del consolidante, e influenciado por una menor viscosidad respecto del anterior, viaja más deprisa, alcanzando una mayor penetración dentro de la roca. Por ello la penetración de dichos consolidantes debe ser corroborada por otros ensayos. Junto a las ya tradicionales medidas del incremento de peso y a las observaciones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microanálisis asociado (EDX), una de las técnicas más adecuadas para este fin, es la determinación de las variaciones de velocidad de propagación de ondas P. Velocidad de propagación de ondas longitudinales La propagación de ondas longitudinales (ondas P) a través de los materiales rocosos mediante el método de transmisión directa, es una técnica no destructiva que permite evaluar de manera rápida, sencilla y fiable las posibles modificaciones producidas en el seno de un material tras su consolidación sin necesidad de destruirlo, pudiendo ser posteriormente utilizados para otro tipo de ensayos (Figura 2).

Figura 2. Equipo utilizado para la determinación de las variaciones de velocidad (ondas P) entre las probetas tratadas y sin tratar. En la imagen se pueden distinguir el equipo ultrasónico, un osciloscopio (derecha) y un estativo (izquierda), este último a fin de garantizar un contacto firme de los transductores con la superficie de la roca.


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La propagación de ondas P por el seno de un material viene controlada por sus características petrofísicas (densidad, porosidad, fisuración, grado de alteración, etc), teniendo especial influencia el volumen de espacios vacíos. Partiendo de estas premisas se procede a la medida de los tiempos de tránsito de las ondas P (tiempos de vuelo) de los materiales sin tratar, realizando perfiles longitudinales según dos o más ejes (Figura 3). A fin de poder realizar las posteriores medidas exactamente sobre la misma posición, los puntos de medición son rotulados. Conocida la distancia entre los transductores (emisor-receptor), se calcula empíricamente la velocidad de propagación de dichas ondas

por el material (Vp). Las condiciones de trabajo más habituales son: utilizar transductores de 1 MHz de frecuencia, en pulso continuo y con un voltaje de 1200 V. Tras la polimerización de los consolidantes en el seno de las probetas (4 semanas), se determinan nuevamente los tiempos de tránsito de las ondas P a lo largo de las mismas. Si el volumen de espacios vacíos disminuye, al ser ocupados por los productos de tratamiento, las ondas viajaran más deprisa a través de la roca, por lo que cabe esperar menores tiempos de tránsito, lo que se traduce en un aumento de la velocidad de propagación.

Figura 3. Esquema ilustrativo de las determinaciones ultrasónicas a llevar a cabo en las probetas de roca. Se realizan perfiles ultrasónicos a de dos o cuatro ejes (X-X´, Y-Y´, XY-XÝ´, YX`- Y´X). Dentro de cada perfil se toma un punto de medida cada 2 cm. Las líneas azules indican la cota cero, por donde se llevará a cabo el ascenso capilar de los consolidantes.

X´

Y´

XÝÝX´

Y

XY Y´XX


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A modo de ejemplo, los gráficos de las figuras 4 y 5 muestran los perfiles ultrasónicos obtenidos para dos materiales petrológicamente muy diferentes; un granito muy alterado (espacios vacíos tipo fisura) y una dolomía cristalina (espacios vacíos tipo poro). La profundidad de penetración de los

consolidantes viene marcada por la intersección de los perfiles realizados antes y después de la consolidación (líneas roja y azul) en cada uno de los gráficos presentados. Si ambas líneas no llegan a intersectar, el consolidante habrá alcanzado el techo de las probetas.

0

2

4

6

8

10

12

14

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1000 1400 1800 2200

Velocity (m/s)

Dep

th (c

m)

Blanco

Tratada Wacker OH

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

1200 1600 2000 2400 2800

Velocity (m/s)

Dep

th (c

m)

Blanco

Tratada Tegovakon V

Figura 4. Perfiles ultrasónicos obtenidos sobre dos probetas de granito muy alterado con una porosidad próxima al 7 % a lo largo de todo el testigo. La línea roja (triángulos) corresponde a la media de los perfiles obtenidos antes de la consolidación. La línea azul (rombos) corresponde a la media de los perfiles obtenidos tras la consolidación con dos productos diferentes. En ambos casos se puede observar que la velocidad de propagación de ondas P aumenta considerablemente tras la consolidación, lo que indica un grado de relleno de los espacios vacíos muy importante. Las dos líneas no llegan a cruzarse lo que pone de manifiesto que el consolidante ha alcanzado el techo de las probetas.


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0

2

4

6

8

10

12

14

4000 4200 4400 4600 4800 5000

Velocity (m/s)

Dep

th (c

m)

Blanco

Tratada con Wacker-OH

0

2

4

6

8

10

12

14

4100 4300 4500 4700 4900 5100

Velocity (m/s)

Dep

th (c

m)

Blanco

Tratada Tegovakon V

Figura 5. Perfiles ultrasónicos obtenidos sobre dos probetas de dolomía con una porosidad media del 8 %. Al igual que el gráfico anterior la línea roja (triángulos) corresponde a la media de los perfiles obtenidos antes de la consolidación, mientras que la línea azul (rombos) corresponde a la media de los perfiles obtenidos tras la consolidación, con dos consolidantes diferentes. La velocidad de propagación de ondas P aumenta considerablemente hasta los 4 cm, donde comienza a ser menos notable, hasta que ambas curvas intersectan cerca de los 4,5 cm, marcando la profundidad de penetración alcanzada en esta roca. Conclusiones En el artículo presentado se corrobora de manera fehaciente que la medición de las variaciones en la velocidad de propagación de ondas longitudinales (Vp) puede relacionarse con el grado de relleno de los espacios vacíos de las piedras o materiales de edificación y por tanto con la penetración de los consolidantes en el seno de los mismos. Resulta un procedimiento rápido, eficaz y de fácil aplicación. Rosa Esbert Alemany es Catedrática de Petrología y Geoquímica, Grupo de Alteración y Durabilidad del Departamento de Geología de la Universidad de Oviedo. [email protected] Félix J. Mateos Redondo, Araceli Rojo Álvarez y Luis Valdeón Menéndez, son Geólogos de GEA Asesoría Geológica.

Rosa Esbert Alemany is Cathedratic in Petrology and Geochemistry, member of the Group Alteration and Durability of the Geology Department of the University of Oviedo. Félix J. Mateos Redondo, Araceli Rojo Álvarez and Luis Valdeón Menéndez, are geologists of GEA, Geological Assesment. [email protected]


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REPARACIÓN DE FACHADAS DEL HOSPITAL “SON DURETA” REPAIR OF THE FAÇADES OF THE “SON DURETA” HOSPITAL

Juan Monjo Carrió [email protected]

Resumen La presencia de fisuras y desprendimientos de los chapados de piedra y de mosaico cerámico, de las fachadas del hospital “Son Dureta” (Palma de Mallorca), motivó la redacción de un primer informe sobre estas lesiones en mayo de 1999. Siendo la causa principal el deterioro de los elementos de unión entre la estructura (vigas, pilares y forjados) y el cerramiento hecho con ladrillo hueco, además de la falta de juntas de dilatación del cerramiento, de los acabados, y de la propia estructura. La reparación de las fachadas se llevó a cabo durante 2002, y en este artículo se explican el proceso patológico y las soluciones de reparación adoptadas.

Summary In May 1999 a first report about the pathology of the façades of the “Son Dureta” Hospital (Palma de Mallorca – Spain) was made as a consequence of several detachments of external pieces, as well as general cracking of the façade. The main pathology, was due to the poor bonding between structural elements (beams, columns and horizontal slabs) and façade walls, and the lack of jointing seams for the walls and for the external veneers, beside the structural ones. The repair of the façades has been carried out during 2002. This article explains the pathology of he façades of the building, detachments and cracking, and the different solutions being used.

_____________________________________________________________________________ 1. Introducción Se trata de un conjunto hospitalario formado por una serie de edificios construidos entre los años 1956 y 1980, normalmente a base de una estructura de pilares y vigas de acero y forjado de viguetas y bovedillas, y un cerramiento de fachada de ladrillo hueco con acabado exterior de mosaico cerámico combinado con franjas de chapado de piedra natural, especialmente en embocaduras de ventanas y balcones, zócalos y cornisas.

1. Introduction The hospital, composed by several buildings ranging from 1956 (the older) to 1980 (the newest) consists of a steel structure (columns and beams) and a brick closing wall, with a ceramic mosaic veneer as cladding, and natural stone pieces which define some lines, like window and balcony borders, and upper cornices.


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Las principales lesiones a reparar eran: - Desprendimientos de:

Frentes de chapado de piedra en balcones circulares.

• Embocaduras de piedra en ventanas. - Fisuras y desprendimientos del mosaico

cerámico - Grietas en fachadas:

• Horizontales, en coronaciones y zonas centrales

• Verticales, en esquinas y zonas intermedias

Para ello se llevaron a cabo las actuaciones de reparación que se indican a continuación. 2. Desprendimiento del chapado de piedra

en frentes de balcones circulares 2.1. Lesiones observadas - Desprendimiento de algunas de las piezas

del chapado. - Fisuración circular en el pavimento de

algunos balcones. - Fisuras verticales entre piezas del

chapado. Estas lesiones aparecían como combinación de tres procesos simultáneos: - Aumento de la longitud del frente circular

del balcón como resultado de la expansión por temperatura y humedad

- Filtración del agua de lluvia por las fisuras - Hidroxidación de los anclajes metálicos.

The main failures to be repaired were: - Detachments of:

- stone borders in circular balconies. - stone pieces in window frames.

- Fissures and detachments of ceramic mosaic veneer

- Cracking in façades: - Horizontal, at the top and central areas - Vertical, at the corners and middle zones

As a consequence, the repair actions were developed as follows. 2. Detachments of stone pieces at the borders of circular balconies 2.1. Failures observed The specific failures observed were: - Detachment of some border pieces - Circular cracking in the upper surface (pavement). - Vertical cracking in between stone pieces The failures occurred due to the combination of three processes: - Increase of the circular size of he border as a result of temperature and moisture expansion - Rain water infiltration through the cracking in the upper part - Corrosion of the steel clamping.


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2.2. Actuaciones de reparación Actuaciones que se llevaron a cabo: - Apertura de juntas de dilatación, para evitar nuevas fisuras - Anclaje del chapado de piedra - Moldeo de nuevas piezas (“in situ” o a pié de obra) con morteros especiales El proceso de reparación se desarrolló con los siguientes pasos: 2.2.1. Reparación del frente circular Teniendo en cuenta los procesos mencionados más arriba (expansión, fisuración, filtración e hidroxidación) la reparación consistió en: - Retirada de todas las piezas del chapado - Colocación de una pletina de aluminio (30

x 2 mm) para establecer una independencia y asegurar una junta de dilatación circular entre el pavimento de los balcones y el chapado de piedra de los frentes.

- Anclaje de las piezas de piedra originales recuperadas (<30%) mediante dos pernos pasantes (10/30) para cada una

- Colocación de las nuevas piezas necesarias para completar el chapado (70%) con dos variantes: - Moldeo “in situ” de nuevas piezas

mediante morteros especiales armados con malla de acero inoxidable anclada al frente de la losa horizontal del balcón.

2.2. Repair activities The repair activities carried out consisted of: - Opening jointing seams, in order to avoid

new cracks - Fixing the existing stone pieces - Fitting new pieces (“in situ” or on site) with

special precast mortars The process of reparation included the following steps: 2.2.1. Circular border repair According to the failure problems mentioned above (expanding, cracking, infiltration and corrosion) the reparation consisted on: - Taking out all the stone pieces - Introducing an aluminium lath (30x2mm) to

establish circular jointing seam between pavement and stone border.

- Placing new anchorage of original stone pieces with stainless steel bolts (10/30) through them.

- Casting “in situ” new stone pieces out of special reinforced mortar with stainless steel mesh anchoraged to the concrete slab - Precasting new pieces on site with the

same special mortar and mesh reinforcement, anchoraging them to the concrete slab with bolts.


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- Prefabricación de nuevas piezas a pié de obra con los mismos materiales, para su posterior colocación en los frentes circulares, ancladas con los mismos tornillos que las piezas de piedra natural.

- Apertura de juntas de dilatación vertical (juntas radiales) entre piezas, para evitar nuevas fisuras.

2.2.2. Protección contra la filtración del agua de lluvia Dicha protección supuso: - Sellado de las nuevas juntas (circulares y

radiales) con silicona neutra. - Impermeabilización de las superficies del

pavimento de los balcones mediante imprimación mineral especial.

- Imprimación impermeable especial de los techos de los balcones de última planta con pinturas transparentes de silicona.

- Precasting new pieces on site with the same special mortar and mesh reinforcement, anchoraging them to the concrete slab with bolts.

- Opening vertical jointing seams (radial) in

between the border pieces, in order to avoid new cracking

2.2.2. Protection against rainwater

infiltration The reparation included: - Sealing all new jointing seams (circular

and radial) with neutral silicone. - Waterproofing of pavement surface with

special mineral priming. - Special priming of top balconies with

elastic transparent painting.

3. Desprendimiento de los chapados de piedra en las embocaduras de las ventanas 3.1. Problemas observados - Filtración de agua de lluvia a través de los

dinteles de piedra. - Corrosión de los anclajes originales. - Fisuración y desprendimiento de las

placas de piedra de los dinteles.

3. Detachments of stone pieces at the windows external frames 3.1. Failures observed - Rain water infiltration through the lintel

stone pieces. - Corrosion of original clamping. - Detachment and cracking of lintel stone

pieces.


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Por otra parte, se observó un nuevo problema durante las obras, a saber, los dinteles estructurales en uno de los edificios estaba resuelto con perfiles metálicos continuos, afectados por un alto nivel de corrosión debido a la filtración del agua de lluvia. En definitiva, los problemas observados se debían a la filtración y sus consecuencias (corrosión y desprendimientos).

In addition, a new problem was observed when working; that is, the structural lintels in one of the buildings were made of continuous steel profiles and were damaged with a high degree of corrosion because of water infiltration. These failures were due to the rainwater infiltration and its consequences (corrosion and detachments).

3.2. Actuaciones de reparación Las actuaciones de reparación consistieron en: - Reparación de los dinteles estructurales. - Reanclado de las placas de piedra. - Completar las piezas faltantes. - Sellado e impermeabilización de la parte

superior de los dinteles para evitar la filtración.

Para ello se siguieron los siguientes pasos:

3.2. Repair activities The repairing activities basically consisted on: - Repairing of structural lintels - Fixing existing stone pieces - Adding new stone pieces - Sealing again the upper side of stone lintels

to prevent water infiltration In order to achieve all this, the following steps were carried out:


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3.2.1. Limpieza y reparación de los dinteles metálicos Esta operación incluía: - Levantado del mosaico cerámico sobre los

dinteles metálicos. Para ello, se fijó previamente dicho mosaico con malla de fibra de vidrio adherida con pintura de silicona transparente para facilitar su reposición.

- Limpieza de los perfiles metálicos hasta eliminar todo resto de hidróxido y posterior aplicación de un “convertidor” para protegerlo de futuras oxidaciones y posibilitar la colocación del nuevo mosaico.

- Corte de los perfiles metálicos cada 6 m para prevenir dilataciones excesivas.

- Reposición del mosaico exterior. 3.2.2. Reparación de la embocadura de piedra La reparación incluía: - Reanclado individual de las piezas

existentes, tanto en dinteles como en jambas, con dos pernos por pieza (10x110).

- Reposición de piezas rotas con otras nuevas del mismo origen.

3.2.3. Impermeabilización de los dinteles de las embocaduras Como quiera que la ausencia de impermeabilización en esas zonas era la causa original de los problemas patológicos observados, resultaba necesario impermeabilizar el encuentro superior entre la fachada y la embocadura de las ventanas. Para ello se dieron los siguientes pasos: - Apertura de la junta superior horizontal. - Sellado de la misma con silicona neutra. - Hidrofugación de la parte superior

mediante imprimación de polisiloxanos.

3.2.1. Cleaning and repair of steel structural lintels

The operation included: - Taking off the ceramic mosaic over the

steel lintels. In order to cut it, a previous fixing with glass fibre mesh and elastic paint was applied.

- Cleaning steel profiles to eliminate all rust, and protecting them against corrosion with “oxide converter” to prevent corrosion and help adherence of new ceramic mosaic.

- Cutting steel profiles every 6 m to prevent excessive expansion.

- New ceramic mosaic. 3.2.2. Repair of stone pieces The reparation included: - Individual anchorage for all existing pieces,

lintels as well as jambs pieces, with two bolts each (10x110)

- Replacing all broken or fallen pieces, using the same stone type

3.2.3. Waterproofing of lintels pieces As the lack of waterproofing had been the original cause of the pathological problem, it was necessary to waterproof the joint between the lintel pieces and the façade. In order to do so, the following operations were performed: - Opening up the horizontal joint. - Sealing it with neutral silicone. - Waterproofing the upper side of the lintel

using polysiloxane coating.


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4. Fisuración y desprendimiento del mosaico cerámico 4.1. Problemas observados Presencia de fisuras generalizadas debidas a:

- Retracción del mosaico por variaciones de temperatura y humedad

- Movimientos generales del cerramiento de fachadas

- Filtración de agua de lluvia Estos problemas afectaban, especialmente, a las partes altas de las fachadas, aunque no provocaban desprendimientos, en general.

4. Fissures and detachment on ceramic mosaic

4.1. Failure observed The building presented extended and uniform fissures due to: - Shrinking as a consequence of temperature

and moisture variation in the mosaic - General movements of the façade envelope - Rain water infiltration Mainly, these failures affected the upper part of façades but did not produce detachments.


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4. Fisuración y desprendimiento del mosaico cerámico 4.1. Problemas observados Presencia de fisuras generalizadas debidas a:

- Retracción del mosaico por variaciones de temperatura y humedad

- Movimientos generales del cerramiento de fachadas

- Filtración de agua de lluvia Estos problemas afectaban, especialmente, a las partes altas de las fachadas, aunque no provocaban desprendimientos, en general.

4. Fissures and detachment on ceramic mosaic

4.1. Failure observed The building presented extended and uniform fissures due to: - Shrinking as a consequence of temperature

and moisture variation in the mosaic - General movements of the façade envelope - Rain water infiltration Mainly, these failures affected the upper part of façades but did not produce detachments.


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4.2. Actuaciones de reparación - Refuerzo superficial - Impermeabilización 4.2.1. Refuerzo superficial Se aplicó sobre las zonas más expuestas (coronaciones y esquinas) así como en las partes de las fachadas coincidentes con elementos estructurales con posibles movimientos elásticos (pilares, vigas y forjados) con las siguientes acciones: - Hidrolavado a presión con un 20% de

detergente neutro. - Protección con gel elástico de silicona. - Refuerzo con malla de fibra de vidrio. - Nueva capa de gel elástico de silicona. 4.2.2. Impermeabilización. Se aplicó una impermeabilización general, incluidas impostas de mortero, con: - Imprimación general con polisiloxanos. - Sellado de los bordes superiores de los

paños de mosaico mediante silicona neutra.

4.2. Repair activities - Surface reinforcement - Waterproofing 4.1.1. Surface reinforcement Applied over the most exposed zones (top lines and corners) as well as on the parts of the façade covering structural elements with possible elastic movements (beams and slabs) the operations carried out were: - High pressure water cleaning with 20% detergent - Elastic gel coating - Reinforcement with fibre glass mesh - Final elastic gel coating 4.1.2. Waterproofing. General waterproofing, including mortar lines, was applied using: - Polysiloxane general coating - Sealing of panel borders with neutral silicone.


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5. Grietas horizontales Se observaron dos tipos de grietas horizontales, según su localización: - En la coronación de los edificios, donde

las fachadas se unen a la estructura horizontal de última planta.

- En puntos intermedios de los muros, en los encuentros con vigas y forjados.

5.1. Problemas observados Lesiones clasificadas en función de su localización: - En coronación,

- Grietas horizontales coincidiendo con la cara inferior de los forjados.

- Desplazamiento de los petos hacia el exterior.

- - En zonas intermedias,

- Grietas horizontales, coincidentes normalmente con la cara superior de los forjados.

Como causa principal de esos problemas, una combinación de cuatro procesos patológicos simultáneos: - Una unión excesivamente rígida entre

estructura y fachada, con reducción del espesor de esta última y, en consecuencia, aumento de su vulnerabilidad.

- Dilatación de la estructura horizontal de coronación.

- Dilatación y contracción de las fachadas en las partes altas.

- Movimientos elásticos de la estructura. 5.2. Actuaciones de reparación. La reparación consistirá en: - Convertir las grietas en juntas de

dilatación - Fijar la fachada a la estructura horizontal. - Apertura de nuevas juntas de dilatación

verticales.

5. Horizontal cracking

Two different types of cracks have been observed depending on the location:

- at the top of the building, where the façade joins with the top structural slab and

- in the middle area of the walling, where the façade joins with middle structural slabs

5.1. Failures observed The failures found, depending on the location, were: - At the top of the building,

- Horizontal cracking, normally coinciding with the bottom part of the slab.

- Upper part of the façade moving towards the outside.

- In the middle area,

- Horizontal cracking, normally coinciding with the top side of the slab.

The main reason for the whole problem was the result of a combination of four processes: - A too rigid joint between structure and façade, diminishing the thickness of that one and, therefore, increasing its feebleness - Structural elastic movements - Expansion of horizontal structure at the upper lines - Expansion and shrinkage of façade at the top parts 5.2. Repair activities. In both cases the reparation consisted on:

- Converting the cracks in jointing seams - Fixing the façade to the horizontal structure - Opening new vertical jointing seams


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5.2.1. Convertir las grietas en juntas de dilatación - Obtención de la “línea horizontal media”

de las grietas, coincidente normalmente con la cara inferior del forjado en las zonas de coronación, y con la cara superior en las zonas intermedias.

- Corte de todo el espesor del

cerramiento a lo largo de cada fachada afectada.

- Fijación de la fachada a la estructura horizontal mediante pletinas de acero inoxidable (60 x 40 mm) colocando dos por cada módulo de fachada.

5.2.2. Apertura de nuevas juntas de dilatación verticales Nuevas juntas verticales de dilatación en los petos de coronación cada 10 m, aproximadamente, para reducir la dilatación horizontal de los mismos y, en consecuencia, las tensiones de tracción. 5.2.3. Acabado de las juntas. Sellado de las juntas con silicona neutra, distinguiendo dos sistemas según la localización y el tipo de acabado: - En el mosaico cerámico,

- Refuerzo del mosaico con malla de fibra de vidrio y gel elástico de silicona.

- Corte de la nueva junta horizontal. - Reparación de los bordes del mosaico - Sellado de la junta con silicona neutra.

- En las franjas de mortero entre paneles de mosaico,

- Corte de las nuevas juntas

horizontales. - Reparación de los bordes del mortero. - Sellado de la junta con silicona neutra.

5.2.1. Converting the cracks in jointing seams

- Finding the middle horizontal line, normally

coinciding with the bottom part of the slab.

- Cutting the whole thickness of the façade all along the façade.

- Fixing the façade to the horizontal structure with stainless steel laths 60x4 mm (two per façade module).

5.2.2. Opening new vertical jointing

seams New vertical jointing seams were opened at the top part of the façades, after the last structural slab, every 10 m, in order to avoid horizontal stress when expanding or shrinking. 5.2.3. Finishing the joints. Sealing up the new jointing seams with neutral silicone; differentiating two different processes, according to the location and the type of finishing: - In the ceramic mosaic,

- Reinforcing the mosaic with fibre glass. mesh and elastic gel coating.

- Cutting the new horizontal joint. - Repairing the mosaic borders. - Sealing new joints with neutral silicone.

- In mortar lines between mosaic panels,

- Cutting the new horizontal joint. - Repairing the mortar borders. - Sealing new joints with neutral silicone.


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6. Grietas verticales Se observan dos tipos diferentes, según su localización: - Grietas verticales en las esquinas de cada

edificio, coincidentes normalmente con pilares estructurales.

- Grietas en zonas intermedias, en los encuentros con pilares estructurales.

6.1. Problemas observados - En las esquinas, grietas verticales en uno

de los lados de las mismas, o pasando de uno a otro lado.

- En zonas intermedias, grietas verticales coincidentes con uno de los lados de un pilar estructural.

Todo ello como consecuencia de una combinación de tres procesos patológicos simultáneos:

6. Vertical cracking

In this case two different cases were also observed depending on the location: - Vertical cracking appeared at the corners of

each building, normally coinciding with structural columns.

- In the middle area, where the façade overpasses, or is joined to, middle structural columns.

6.1. Failures observed - At the corners, vertical crackings on one of

the sides of the corner, or passing from one side to the other.

- In the middle zone, vertical cracking, normally coinciding with one of the sides of the column.

The main reason of these failures was the combination of three processes:


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- Unión excesivamente rígida entre estructura y fachada, con reducción del espesor de esta última y, en consecuencia, aumento de su vulnerabilidad

- Movimientos elásticos de la estructura vertical (pandeo).

- Dilatación y contracción horizontal de las fachadas, debida a cambios de humedad y temperatura.

6.2. Actuaciones de reparación - Convertir las grietas en juntas de

dilatación. - Fijar la fachada a la estructura vertical - Apertura de nuevas juntas de dilatación

verticales. 6.2.1. Convertir las grietas en juntas de dilatación - En las esquinas,

- Abertura de las esquinas desde arriba hasta abajo, llegando hasta el elemento estructural, reforzando previamente el mosaico afectado mediante malla de fibra de vidrio y gel elástico de silicona transparente.

- Fijación de los paños de fachada a la estructura vertical mediante pletinas de acero inoxidable de 60 x 40 mm, dos por cada altura.

- Limpieza de las esquinas y adquisición de forma.

- Hidrofugación del diedro resultante con pintura elástica de silicona, reforzada con fibra de vidrio.

- En zonas intermedias,

- Refuerzo del mosaico con malla de fibra de vidrio y gel elástico de silicona.

- Obtención de la “línea vertical media” de las grietas, coincidente normalmente con uno de los lados del pilar.

- Corte del espesor del cerramiento en toda la vertical de la fachada.

- Fijación de los paños de fachada a la estructura vertical mediante pletinas de acero inoxidable de 60 x 40 mm, dos por cada altura.

- A too rigid union between structure and façade, normally diminishing the thickness of the façade and, therefore, making it more feeble.

- Elastic movements of structure (“bulging”). - Horizontal expansion and shrinkage of the

façade due to variation of temperature and moisture.

6.1. Repair activities - Converting the cracks in jointing seams - Fixing the façade to the vertical structure - Opening new vertical jointing seams 6.2.1. Converting the cracks in jointing

seams - At the corners,

- Opening up the corner from bottom to top, cutting the façade to make an opening, and reinforcing previous the ceramic mosaic with fibre glass mesh and elastic gel coating.

- Fixing the façade to the vertical structure with stainless steel laths 60x4 mm (two per store height).

- Cleaning up and giving form to the new borders.

- Waterproofing the resulting corner (dihedral) with elastic painting reinforced with fibre glass mesh.

- In the middle area,

- Reinforcing the mosaic with fibre glass mesh and elastic gel coating.

- Finding the middle vertical line, normally coinciding with one of the sides of the column.

- Cutting the whole thickness of the façade all along the height of the façade.

- Fixing the façade to the horizontal structure with stainless steel laths 60x4 mm (two per store height).


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6.2.2. Apertura de nuevas juntas de dilatación verticales En las zonas en las que se consideraba necesario por su longitud nuevas juntas verticales, cada 15 m aproximadamente, coincidentes con pilares de la estructura, con el mismo procedimiento indicado en el punto anterior. 6.2.3. Acabado de las juntas Básicamente, sellado de las juntas con silicona neutra, tanto en esquinas como en zonas centrales, al igual que en las grietas horizontales.

6.2.2. Opening new vertical joint seams

When it was necessary in large façades, every 15 m and coinciding with structural columns, new vertical jointing seams were placed following the same process described above 6.2.3. Finishing the jointing seams The process consisted of the sealing up of the new joints with neutral silicone. The works were carried out in the two different cases observed, according to the location and type of finishing like in horizontal cracks.


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7. Conclusiones Del análisis de los distintos procesos presentados, se pueden obtener algunas conclusiones básicas: - No se deben olvidar las juntas de

dilatación propias del cerramiento de fachada, adicionales a las de la estructura a la que se une.

La distancia entre esas juntas depende, sobre todo, de las condiciones climáticas (temperatura y humedad) a las que va a estar sometido el edificio, así como del material (tipo y espesor) que se utilice.

- Los acabados superficiales necesitan

sus propias juntas de dilatación (retracción) además de las del cerramiento.

La distancia entre las mismas depende también de las condiciones climáticas y del material y espesor del acabado.

- La unión entre estructura (vigas,

forjados y pilares) y el cerramiento de fachada, no debe ser rígida, y el espesor del cerramiento no se debe reducir al pasar por delante de los elementos estructurales, a fin de no quitarle integridad.

Juan Monjo Carrió, es Dr. Arquitecto, Catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid. Es profesor invitado en diversos cursos y autor de varias publicaciones sobre la patología de cerramientos y acabados. Actualmente es Director del Instituto de Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”.

7. Conclusions From the analysis of the case study presented some main conclusion can be extracted: - No “closing façade” should be

constructed without its own jointing seams, apart from the ones corresponding to the building structure.

The distance between these seams mainly depends on the climatic conditions (temperature and humidity) to which the building is exposed and the material (type and thickness) being used.

- Veneers need their own jointing seams apart from the façade ones.

The distance between them depends as well on the climatic conditions and materials and thickness of the veneer. - The joint between structural elements (beams and columns) and façade should not be rigid and the thickness of the wall should not be diminished when overpassing the structural elements.

Juan Monjo Carrió is Doctor in Architecture, Professor of the Universidad Politécnica de Madrid, he is invited teacher in several courses and author of several publications on pathology of closing façades and finishings. Actually he is Head of the Institute of Construction Science “Eduardo Torroja”.


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LA LOGGIA FALCONIERI: PLANIMETRÍA EN PALMOS CAPITOLINOS THE FALCONIERI LOGGIA: PLANIMETRY IN CAPITOLINE PALMS

Stephanie Casha Vida [email protected]

Resumen La galería construida en piedra del palacio Falconieri, situado en la Via Giulia de Roma, está en la última planta, y es conocida porque su autor es el arquitecto Francesco Borromini, a quien se le encargó el proyecto en 1646 al ser reformado el palacio. Actualmente es la sede de la Casa de la Cultura Húngara y el informe sobre el deterioro de la estructura que se preparó para gestionar los fondos para su restauración, fue el motivo de un estudio metrológico aprovechando una planimetría hecha en los años `60. Se determinó que las cotas en metros tenían un módulo que correspondía al palmo capitolino, medida usada en el Barroco italiano. Esta fue la base para sustentar la coherencia de las dimensiones y las relaciones métricas en la delineación por ordenador. 1. Introducción Este trabajo formaba parte de la documentación previa sobre la galería de piedra (loggia o belvedere) del palacio Falconieri, situado en la Vía Giulia de Roma. Se necesitaba una fotogrametría para efectuar un peritaje estructural, y determinar los alcances de las lesiones que presentaba. Sin embargo, la toma de datos revestía dificultades, pues la galería está situada en la última planta, quinta, a nivel de las cubiertas del palacio. No se disponía de documentación asequible, ni tampoco de medios para hacer una indagación en archivos. Por otro lado la Vía Giulia está al costado del río Tiber, por lo que no era fácil fotografiar desde los edificios vecinos, ni mucho menos obtener fotografías ortogonales. Se necesitaba montar unos andamios para hacer una medición completa o bien tomar fotografías desde un helicóptero, pero se carecía de un presupuesto para solventar

Abstract The stone loggia of the Falconieri Palace, at Via Giulia, Rome, is placed on the last floor, and very well known because it’s author is Francesco Borromini, who this project is commissioned to, in the need of a thorough rehabilitation. Actually is the headquarters of the House of Hungarian Culture, and the paper on the damages of the structure that was prepared to obtain the fund to accomplish the Works needed was the motive of the metrological study, using a set of drawings from the sixties. It was determines that the measurements had a module that corresponded to the capitoline palm, the measurement used in the Roman Baroque. This was the base to sustain the coherence of the dimensions and the metric relations in the computer drafting. 1. Introduction This work was part of the previous documents being prepared on the stone loggia of the Falconieri Palace, placed on the Via Giulia of Rome. A fotogrammetry was needed in order to do the structural survey, and determine the depth of the damages it presented. Nevertheless the data acquisition was not simple, as the loggia is placed in the fifth storey, at the roofing level. No handy documents were available or the economical or physical means to research in archives. On the other hand, the Via Giulia is on the margin of the Tiber, so it wasn’t possible to take the picture from neighbour buildings, at least an orthogonal one. A set of platforms was needed in order to accomplish an accurate measurement, or a helicopter that could take the orthogonal picture, but the economic means were not available at that specific moment, so the measurements were


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estos costes. Por lo que las medidas se tomaron desde el interior de la galería y con muchas limitaciones. El informe debía prepararse en breve lapso de tiempo y lo más completo posible, con el fin de que la institución cultural gestionara los fondos ante el Ministerio de Educación húngaro para acometer los estudios definitivos y los futuros trabajos de restauración. 2. Antecedentes históricos La construcción del palacio Falconieri se inició en el siglo XVI. Se piensa que es una obra de Antonio Sangallo II (1483-1546), y perteneció en su origen a Atilio y Livia Ceci. Más tarde fue adquirido por Monseñor Paolo Odescalchi, pero dado el estado de conservación del palacio fue necesaria su rehabilitación. Posteriormente fue vendido a la familia Farnese, y finalmente el banquero Orazio Falconieri lo adquirió por medio de derechos de prelación sobre el inmueble al no tener herederos Pietro Farnese di Lattera y su mujer Camilla Virginia Savelli. En el censo de 1635 habitaban en el palacio desde la pascua de ese año, Orazio Falconieri y sus dos hermanos con sus respectivas familias, en total catorce personas. En 1645 Orazio adquierie otra casa situada al norte del palacio y un año después de la adquisición, se encargó al arquitecto Borromini la ampliación y reorganización de ambos edificios. En particular de tres partes significativas del palacio Falconieri: el frente de fachada hacia el lungotevere (avenida de canalización del río hecha posteriormente a la construcción del palacio), la loggia o galería y belvedere o terraza que a continuación se describe (figs. 1, 2 y 3) y cuya planimetría se adjunta, y la decoración de algunas estancias del ala norte.

taken from the inside of the loggia, and with difficulty. The report needed to be finished in a very short time, as it was required to obtain the funds needed from the Hungarian ministry in order to start the final studies and the future works. 2. Historic Antecedents The construction of the Palazzo Falconieri was started in the sixteenth century, and is taken as a work of Antonio Sangallo (1483-1546)(not in all texts this fact is supported), and originally belonged to Atilio and Livia Ceci. Later it was acquired by “Monseñor” Paolo Odescalchi, but given the state of conservation of the palace, rehabilitation was needed. Later it was sold to the Farnese Family, and finally the banker Orazio Falconieri acquired it, as Pietro Farnese di Lattera and his wife Camilla Virginia Savelli had no heirs. In the 1635 census it is found that from that year’s Easter Orazio Falconieri and his two brothers, with the respective families of the three, in total fourteen people, lived at the palace. In 1645 Orazio acquires the house on the north side of the Palace, and alter that he commissions Borromini the enlargement and reorganization of both buildings. In particular the significative of the Falconieri Palace, the front façade towards the lungotevere, the loggia or altana, which we pass to describe (figs. 1, 2 and 3) and whose planimmetry we enclose, and the decoration of some of the new northern wing rooms.


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3. Descripción de la galería El carácter de la fachada está dado por las pilastras que se ensanchan en la parte superior para compensar la deformación producida por la perspectiva cónica. Están coronadas por dos esculturas, cada una de ellas tiene el pecho y cabeza de halcón (símbolo de la familia Falconieri) y senos femeninos. La del costado izquierdo fue colocada entre 1730 y 1735. Desde 1650 hasta 1660 se desarrollaron varios trabajos para rehabilitar el palacio: canalizaciones de agua potable, y construcción de graneros, cocinas y jardines. Y desde 1664 a 1669 se llevaron a cabo los acabados y restauraciones interiores. En la documentación consultada, entre 1730 y 1733 figuraba Ferdinando Fuga como arquitecto de la familia Falconieri, quien trabajó además en el edificio adyacente al palacio principal. Entre otros trabajos dirigió la colocación de las cabezas de los halcones en los flancos del edificio. Respecto a la galería que es la pieza que identifica al palacio, está situada en el ala sur, con accesos laterales y un pequeño espacio trasero que conduce a las habitaciones, la galería misma (fig. 4) y un acceso a la parte superior, es decir al belvedere. Dicha galería se asemeja proporcional y estilísticamente a la de Giacomo Della Porta, situada en la fachada trasera del palacio Farnese, que colinda con el Falconieri. El trazado de los extremos laterales de la galería es en base a curvas cóncavas. Aparentemente fue un desafío para Borromini, y aunque las proporciones son similares, la enriquece al introducir una serie de variaciones que le confieren un movimiento del que carece la traza académica de la loggia de Della Porta con la cual de alguna forma competía. Las columnas de soporte del entablamento dividen el plano en tres vanos de carácter serliano, en los que se insertan los arcos, de tal manera que se superponen

3. Description of the loggia The façade’s character is given by the columns enlarged on the upper side to level the deformation produced by the conic perspective, crowned by two sculptures, each one with the head and chest of a hawk (symbol of the Falconieri family) and female breasts. The one on the left side was placed between 1730 and 1735. From 1650 to 1660 several works for the rehabilitation of the palace took place, drinking water plumbing, the construction of barns, kitchens and gardens. From 1664 to 1669 the finishing and restoration of inner decorations took place. After Borromini between 1730 and 1733, according to the consulted documents Ferdinando Fuga appears as the Falconieri family architect, who also worked in the contiguous building. Among other works he directed the placing of the hawk heads on the sides of the building. Relating to the loggia, this is the architectonic piece that identifies the palace. It is located on the southern wing, with lateral access and a small hind space that takes to the rooms, the loggia itself (fig. 4) and an access to the terrace (altana), the upper part of the loggia. This loggia is close in proportion and style to the one by Giacomo Della Porta, on the posterior façade of the Farnese Palace, contiguous to Falconieri. The outline of the sides of the gallery is based on concave curves. Apparently it was a challenge for Borromini, and though the proportions are similar, it is enriched by the introduction of a series of variations that endow it with a movement that the academic trace of his competitor, Della Porta lacks. The columns that support the entablature divide the plain in three openings of serlian character, in which the arches are inserted in a way in which two compositive modules are overlaid by the difference of the heights among the columns which here we name tall and short (figs. 5, 7 and 8).


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dos módulos compositivos por la diferencia de alturas de las columnas que aquí se señalan como altas y bajas (figs. 5, 7 y 8). El belvedere (fig. 6 y 12) está rodeado por una balaustrada perimetral coronada por ocho bustos de piedra, todos diferentes, de Hermes o Jano Bifronte (1), en una alternancia de faces femeninas y masculinas, tanto en el lado exterior como en el lado interior de la misma. Se accede mediante una pequeña escalera metálica. Teniendo en cuenta que la galería es un cuerpo añadido, y que presentaba fisuras, la comparación de las medidas modernas en relación a las usadas en su construcción, podía proporcionar más información sobre su posible inestabilidad. Por otro lado, hay que agregar que los análisis petrológicos arrojaban una acusada pérdida de cohesión del material de las esculturas de Jano bifronte (fig. 9, 10 y 11), dadas las condiciones más desfavorables de exposición ambiental. La disgregación y rotura de la piedra eran evidentes en la toma de muestras y confirmada por los resultados de laboratorio. 4. La metrología como instrumento de comprobación: el palmo capitolino La documentación existente estaba constituida por una serie de planos de excelente calidad levantados en los años ‘60 (en base a una medición directa o documentación más amplia). Además de unas breves referencias gráficas recogidas en un compendio editado por la institución que ocupa dicho palacio. Se contaba también con fotografías tomadas desde el nivel de la calle y desde el otro lado del Tiber, que tenían las deformaciones previsibles y un formato que no se adaptaba a los propósitos de estudio, excepto para comprobar proporciones. Examinando además dibujos antiguos, no los del levantamiento de los años ’60 sino los de

The terrace or altana (fig. 6 and 12) is surrounded by a balustrade crowned by eight stone sculptures of Hermes or Janus Bifrons (1), in an alternance of feminine and masculine faces in the exterior an interior of it, and which can be reached by a small metallic staircase. Knowing that the loggia is an added body, and one presenting fissures, the comparison between the nowadays measurements in relation to those used in its construction could give us information on its possible instability. On the other hand we have to add that the geological surveys showed and accused loss in the cohesion of the stone in the sculptures of Janus (figs. 9, 10 y 11), given the most unfavourable conditions of external exposure. The dispersion and fracture of the stone were evident in the sampling and confirmed in the laboratory. 4. Metrology as a verifying instrument, the capitoline palm The documents we had, consisting in a series of drawings of excellent quality, drafted in the sixties (based on a direct measurement and probable ampler graphic documents), added to brief graphic references collected by an edition of the institution housed in the palace nowadays (being the Hungarian culture house in Rome). We also had photographs taken from the street level and from the other margin of the Tiber, with the expected deformations and a format that couldn’t be adapted to the purpose of the study, except to verify proportions. Also, examining old pictures, not the ones from the sixties, but other Works by the author (“Borromini” by Paolo Portoghesi), the measurement unit used during the Baroque was the capitoline palm, corresponding to fourth part ¼ o a capitoline foot used in ancient Rome.


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otras obras del autor (“Borromini” por Paolo Portoghesi), la medida utilizada en el Barroco era el palmo capitolino, que corresponde a la ¼ parte de un pie capitolino usado en la antigua Roma, y equivale a 0.07392 m (2). De origen antropométrico, establece relaciones exactas según el sistema sexagesimal, y se utilizaba desde los tiempos del imperio sirio. El estudio metrológico constituyó por consiguiente parte del trabajo para conocer la posibles equivalencias al sistema métrico decimal (3). 5. Verificación de las medidas La delineación en Autocad de los planos existentes, sirvió para comprobar la razón métrica del levantamiento, es decir, la medida original que se usó en la construcción de la loggia. Cabe señalar que los planos de partida estaban acotados y dibujados en metros y centímetros, pero no con una exactitud en mm pues se había redondeado las medidas a 0 ó 5. Al superponer los palmos capitolinos a estas medidas y a las que se tomaron directamente con el fin de verificarlas, las diferencias eran de unos pocos centímetros cuando las había, lo cual confirmaba que se había contado con andamios en el levantamiento de los ‘60. La comparación de las medidas permitió concluir sin lugar a dudas, que la galería diseñada por Borromini, está proyectada en su totalidad en palmos más que en pies capitolinos, ya que la primera medida constituye el módulo individual que permite encontrar coherencias, fiabilidad y lógica en las relaciones métricas. A continuación se indican las medidas de algunos elementos arquitectónicos, todas en palmos capitolinos: Planta de la loggia: 59 x 182 (largo por ancho) Altura de base de columnas altas: 12 palmos Altura del fuste de columnas altas: 59 palmos Diámetro de columnas altas: 7 palmos Altura del entablamento: (h total) 24 palmos Altura de base de columnas bajas: 3 palmos Altura de fuste de columnas bajas: 24 palmos

This is 0.07392 m (2) (the capitoline foot is 0.2957m). Of an anthropometric origin, it establishes exact relations according to the sexagesimal and used at the time of the Syrian Empire. The metrologic study therefore became a part of the study and search for equivalence with the decimal metric system (3). 5. Verifying the measures. The Autocad drafting was useful to compare the metric ratio of the drawings, being, the original set of measures used in the construction of the loggia. We must add that the drawings from which we started were measured and drawn in meters and centimetres, but rounded in mm, to 0 or 5. When capitoline palms were overlaid to these measurements, and to the ones we took to verify, the differences were a few centimetres when such existed, and that confirmed that the drawings and previous measurements were taken physically with platforms. Also comparing the measurements we saw that the loggia was in fact built in capitoline palms, rather than in capitoline feet, as the palms constitute the individual module that allows to establish coherence, trust and logic in metric relations or ratios. To continue we show the measures of some architectonic measurements, all in capitoline palms: Floor Plan: 59 x 182 (length x width) Height of the base, tall columns: 12 palms Height of the shaft, tall column: 59 palms Diameter, tall columns: 7 palms Height of the entablature: (total h.) 24 palms Height of the base, short columns: 3 palms Height of the shaft, short column: 24 palms


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Diámetro de columnas bajas: 5 palmos Altura de capitel de columna baja: 8 palmos Altura de imposta:7 palmos Flecha de arco:18 palmos Luz de arco: 32 palmos Altura del antepecho de balaustrada: 4 palmos Altura de balaustrada: 13 palmos Jano bifronte: 10x10x10 (sólido capaz) Por lo expuesto, la planimetría preparada sirvió de base para preparar la documentación requerida, sin que reemplazara al levantamiento fotogramétrico. 6. Conclusiones La metrología es un aspecto a tener en cuenta en la elaboración del estado del arte de un edificio antiguo pues el módulo métrico forma parte del legado del proyecto. Es una herramienta de soporte y de corrección técnica, tanto en el levantamiento planimétrico como en la descripción de elementos constructivos y ornamentales. Su aplicación es muy sencilla si se conoce el sistema de medidas utilizado para comprobar la exactitud de una planimetría, incluso sino se cuenta con los andamios o medios necesarios, como en el caso de la galería del palacio Falconieri, más aún si no es posible la presencia física en el sitio. También sirve para comprobar la procedencia de los autores o constructores, los antecedentes, proporciones y traza original. El estudio de los sistemas de medidas antiguos permite construir una malla de referencia, para insertar detalles, lesiones y otros datos, incluso si solamente se conocen sus proporciones. De esta serie de tramas se obtendría más información añadida a la se puede obtener visualmente o en la medición directa.

Diameter, short columns: 5 palms Height of capital, short column: 8 palms Height of the impost: 7 palms Spring Line: 18 palms Span of the arch: 32 palms Height of the parapet of the balustrade: 4 palms Height of the balustrade: 13 palms Janus Bifrons: 10 x 10 x10 (block) As we expose, the draftings prepared served to elaborate the needed documents, but never replacing the fotogrammetry. 6. Conclusions Metrology is an aspect to take in consideration in the elaboration of a state of the art of an old building, as the measurement module is a part of the legacy of the project. It is a support tool of technical correctness, in collecting the data as in the description of ornamental elements. The application is very simple if you know the system of measures used to verify the accuracy of a set of drawings, if the means are meagre as in the case of the Falconieri loggia, even more if physical presence is not possible. It is also very useful to verify the birthplace or origin of the authors or constructors, antecedents, proportions and original tracings. The study of ancient systems of measures allows the building of a net of references that accepts the insertion of details, damages and other information, even if you only are in the position to work with the proportions. Out of this collection or weft, of nets we can obtain much more information than the one available to the naked eye or in direct measurement.


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Notas: 1. Jano Bifronte en la antigua Roma era el dios encargado de las puertas, de las entradas y las salidas, además es el guardián del clima y las cosechas. Cada una de estas efigies tiene un rostro distinto, tanto el femenino como el masculino. 2. “El pie se define como la sexta parte del cuerpo humano (la braza o el estado) y éste a su vez se divide en doce partes dando lugar a la pulgada”. Tratado de Rehabilitación, tomo 2, “Planimetría y Metrología en las Catedrales Españolas” por José Merino de Cáceres. 3. Equivalencias: Pie Capitolino: 0.2957 m Palmo Capitolino: 0,0739 m Palmipes (mano): 0,3696 m (1,25 pies) Agradecimientos: Arq. Paolo Scialanca, director técnico a cargo de la restauración de la loggia. Las fotografías han sido facilitadas por el arquitecto Peter Klanitzcay, quien en 2003 era el Vicedirector de la Oficina para el Patrimonio Cultural Húngaro. Stephanie Casha Vida es arquitecto, y hace el doctorado en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid. Este es un trabajo predoctoral realizado durante su estancia en Roma.

Fig 1 Palacio Falconieri, fotografía desde la otra orilla del Tiber. Falconieri Palace, picture taken the opposite shore of Tiber river

Notes: 1. Janus Bifrons in ancient Rome was the god that controlled the doors, the entrances, the exits, as the guardian of the climate and the harvest. Each of these effigies has a totally different faces, the masculine and the feminine one. (rel. to Hermes) 2. “The foot is defined as the sixth part of the human body (fathom) and this one is divided in twelve parts producing an inch” Treatise of Rehabilitation, volume 2, “Planimetry and Metrology in Spanish Cathedrals” by José Merino de Cáceres. 3. Equivalences: Capitoline Foot: Capitolino: 0.2957 m Capitoline Palm: 0.0739 m “Palmipes”(hand): 0,3696 m (1,25 feet) Acknowledgements: Arch. Paolo Scialanca, technical director in charge of the restoration of the loggia. The photographs have been supplied by arch. Peter Klanitzcay, who in 2003 was Vice-director of the Office for Hungarian Cultural Patrimony. Stephanie Casha Vida arch. Is currently acquiring doctorate degree at the Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid. This is a predoctorate paper fulfilled during her dwelling at Rome.


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Fig. 2 Loggia

Fig. 3 Entorno del Palacio Falconieri, en el centro hacia la derecha Surrounding of Falconieri Palace, (centre towards the right)


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Figs. 9, 10 y 11. Bustos de piedra de Hermes o Jano bifronte.

Stone sculptures of Hermes or Janus Bifrons

Fig 12. Extremo concavo del belvedere.

Concave extreme of terrace.

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THEMATIC NETWORK FOR CONSERVATION, RESTORATION AND REHABILITATION OF ARCHITECTURAL HERITAGE

_____________________________________________________________________________ Qué se requiere para unirse a la red temática ReCoPaR? Tener interés en la conservación del patrimonio arquitectónico. Qué beneficios se consiguen? Actualización permanente de información relacionada con estudios, intervenciones e investigaciones. Qué obligaciones conlleva? Asistencia a las reuniones, colaboración en las actividades y soporte económico. CUOTA ANUAL Miembro ordinario personal......................................................... 100 € Miembro ordinario colectivo......................................................... 200 € Miembro ordinario protector......................................................... 400 € Estudiante ................................................................................... 50 € Nº de Cuenta: ES74 0065 0100 12 0031000262 Banco Barclay A nombre de la Universidad Politécnica de Madrid Cuota de Recopar (Rfa. P060310400) Envíe los siguientes datos para enviarle la factura y/o confírmenos que ha realizado el abono correspondiente a [email protected] ó al fax 34 91 336 65 60: Nombre y apellido: .................................................................................................................... Empresa y organismo:............................................................................................................... Dirección: .................................................................................................................................. NIF ó CIF ................................................................................................................................. Correo electrónico ......................................................................................................................

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