1. ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y
ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y
ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y
ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y
CONSERVACIÓN
CONSERVACIÓN
DE MATERIALES ROCOSOS
DE MATERIALES ROCOSOS
DE MATERIALES ROCOSOS
DE MATERIALES ROCOSOS
Tema 1. CONCEPTOS GENERALES
1.2. Alteración y meteorización de rocas
2. ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
Alteración [Alteration]: cambio de características / estado
Degradación = Deterioro [Decay]: alteración perjudicial
Meteorización [Weathering]: alteración por intemperie
→ Erosión [Erosion]: : movilización / pérdida de materia
→ Erosión [Erosion]: : movilización / pérdida de materia
Alterabilidad: susceptibilidad a la alteración
→ Durabilidad [Durability]: resistencia a la alteración
Alterología: estudio de la alteración
3. ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN
Modificación de las características de los materiales, de su composición o de sus propiedades,
normalmente por exposición al ambiente Es consecuencia de la interacción material ambiente
normalmente por exposición al ambiente. Es consecuencia de la interacción material-ambiente.
Cambio en el estado, sea beneficioso o no, y sea intencional o no. Estado: estado físico de un
bien en un momento determinado (Conservación del patrimonio cultural, UNE-EN 15898:2011).
* Término más general, genérico, aplicado a distintos materiales y objetos a diferentes escalas.
* Normalmente tiene lugar a corto plazo, en el pasado reciente, para un tiempo histórico (por
ejemplo afecta a los materiales en obras de construcción).
* Con frecuencia se considera ambiente superficial meteórico o atmosférico, aunque también se
habla de “alteración hidrotermal” o de otros tipos de alteración. La alteración de los materiales con
frecuencia está relacionada con actuaciones humanas (obras de ingeniería) desarrolladas en
ambiente superficial meteórico.
* En principio, en su aceptación esencial, no supone una degradación de los materiales.
DETERIORO = DEGRADACIÓN
Alteración de los materiales perjudicial respecto a su conservación, es decir respecto al
mantenimiento de sus características, propiedades, calidad y valor en el tiempo.
Deterioro: Cambio progresivo del estado que reduce el interés patrimonial o la estabilidad
(Conservación del patrimonio cultural, UNE-EN 15898:2011).
4. ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
METEORIZACIÓN
Alteración natural de los materiales rocosos por agentes atmosféricos, que conlleva procesos físicos
de disgregación y químicos de descomposición.
Desintegración y descomposición de rocas y minerales en la superficie terrestre como resultado de
procesos físicos, químicos y biológicosl.
Alteración debida a una exposición al ambiente exterior (Conservación del patrimonio cultural, UNE-EN
15898:2011).
* Término más específico, aplicado normalmente a las rocas en la naturaleza, a escala de campo, a
macizos rocosos o masas rocosas.
* Normalmente tiene lugar a largo plazo, en periodos de tiempo geológico.
g g p , p p g g
* Siempre en ambiente natural, superficial meteórico, por agentes atmosféricos.
* Supone una degradación de las rocas: pérdida de compacidad y de coherencia.
EROSIÓN
EROSIÓN
Acción: Movilización y primer trasporte de material. Incluye distintos procesos: físicos, químicos o
biológico que conducen a la pérdida de material. Afecta sobre todo al material previamente
meteorizado (poco coherente).
meteorizado (poco coherente).
Efecto: Pérdida de material, desgaste la superficie de un material por fricción continua o violenta,
debida a un agente externo, mayoritariamente de tipo atmosférico.
* A gran escala, actuando sobre macizos rocosos, da lugar a las distintas formas del relieve terrestre.
* A pequeña escala, cuando actúa sobre rocas (roca matriz), genera distintas formas de alteración.
5. ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERABILIDAD (= METEORABILIDAD)
Susceptibilidad o tendencia de un material a alterarse,
* G l t id t l f t ó i ti hi tó i
* Generalmente se considera a corto plazo: futuro próximo, tiempo histórico.
* Alterabilidad se aplica sobre todo a los materiales.
* Meteorabilidad es un término menos utilizado y más propio de los macizos rocosos.
DURABILIDAD (concepto inverso al de alterabilidad)
Resistencia de un material a alterarse. Capacidad de mantener en el tiempo de sus características.
Capacidad para resistir los efectos de desgaste en situaciones de funcionamiento (Conservación del
patrimonio cultural, UNE-EN 15898:2011).
* Igualmente se considera a corto plazo: futuro próximo, tiempo histórico.
* Se aplica esencialmente a los materiales
Se aplica esencialmente a los materiales.
ALTEROLOGÍA
Estudio de los fenómenos de alteración de los materiales, que incluye sus efectos: lesiones o
formas de alteración presentadas, así como sus causas: los factores o agentes alteración que
intervienen (tanto los propios del material, como los debidos al ambiente) y los procesos o
mecanismos que tienen lugar.
6. ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
Español Inglés Francés Italiano
Denominación de los daños: términos generales
Alteración Alteration Altération Alterazione
Alteración diferencial Differential alteration Altération différentielle Degradazione differenziale
Meteorización Weathering Altération météorique Meteorizzazione
Meteorización diferencial Differential weathering Altération météorique différentielle Meteorizzazione differenziale
Deterioro = Degradación Degradation Dégradation Degradazione
Deterioro Decay = Deterioration Dégradation Deterioramento
Deterioro Decay Deterioration Dégradation Deterioramento
Biodeterioro = Bioalteración Biodeterioration Biodégradation Biodegradazione
Desintegración = Alteración física Physical alteration Désintégration Disintegrazione
Descomposición = Alteración química Decomposition = Chemical alteration Décomposition Decomposizione
Descomposición = Alteración química Decomposition = Chemical alteration Décomposition Decomposizione
Daño = Lesión Damage Damage Danno = Lesione
Indicador de deterioro Decay indicator Indicateur de dégradation
Indicatore di
deterioramento
Forma de alteración Deterioration pattern Figures d’altération Forma d’alterazione
Producto de alteración Alteration product Produit d’altération Prodotto d’alterazione
Basada en ICOMOS ISCS Illustred glossary on stone deterioration patters Paris 2008 2011
Basada en ICOMOS-ISCS, Illustred glossary on stone deterioration patters, Paris, 2008-2011
7. ESCALAS DE ESTUDIO
ESCALAS DE ESTUDIO
MEGA MESO:
Meteorización de macizos rocosos
Meteorización de masas rocosas, formaciones
Alteración de conjuntos construidos, sitios monumentales
Alteración de una construcción, edificio
MACRO MICRO:
Alteración de la roca matriz, bloques, muestras de mano
Alteración de sus componentes petrográficos
Alteración de los materiales rocosos, sillares, losetas
Alteración de sus componentes petrográficos
8. Meteorización de macizos rocosos
Meteorización de macizos rocosos
materiales “in situ”, en el terreno
Proceso desarrollado a largo plazo sobre el conjunto de rocas cuando están “in situ”, en el terreno,
formando parte de macizos rocosos
formando parte de macizos rocosos.
En las obras de ingeniería, en construcciones (cimentaciones, taludes, túneles, presas…), lo que
importa es el comportamiento del macizo rocoso, del cual la roca matriz sólo es una parte.
Macizo rocoso: conjunto de roca matriz y discontinuidades
Roca matriz: material rocoso sin discontinuidades o bloque de roca entre discontinuidades
Di ti id d l i i t i l t ió l b j
Discontinuidades: planos en un macizo rocoso con resistencia a la tracción nula o muy baja
Macizo con
rocas alteradas
Macizo con
rocas sanas*
Distintos grados de alteración
R d h t t i t i t á l di ti id d
blandas
incoherentes
± duras
coherentes
Roca dura, coherente en su comportamiento importan más las discontinuidades
Roca blanda, alterada en su comportamiento importa más la roca matriz
*Roca sana = Roca fresca = Roca intacta
*Roca sana = Roca fresca = Roca intacta
9. Meteorización de macizos rocosos
Meteorización de macizos rocosos
El término roca intacta denomina la roca original o de partida en un macizo
rocoso (previa a cualquier intervención). De acuerdo con la relación entre los
procesos de meteorización y los de erosión y transporte del material, la roca
original puede estar sana o encontrase más o menos alterada.
Los materiales meteorizados están en el tránsito roca a suelo y entre ellos se
incluyen las rocas blandas o débiles, aunque no todas las rocas blandas son
productos de meteorización. En general, las rocas blandas pueden tener dos
orígenes:
- Falta de litificación. Es el caso de rocas sedimentarias que no han
alcanzado el grado de consolidación necesario y, por tanto, nunca han sido
rocas resistentes, como las margas, lutitas, o ciertas calizas y areniscas.
- Alteración de rocas inicialmente duras y resistentes. La alteración puede
estar ligada a distintas causas: a) meteorización: resultado de distintos
procesos físicos y químicos; b) deformación tectónica: resultado de
d i ll l l ll i d f t ió t l L
procesos de cizalla, los cuales llevan asociados una fracturación natural. La
alteración también puede deberse a una fracturación mecánica artificial, por
ejemplo en terrenos afectados por obras (voladuras, rellenos…).
10. Meteorización de macizos rocosos
Meteorización de macizos rocosos
Clasificación del grado de meteorización de un macizo rocoso (ISRM,1981; UNE-ENV 1997-3)
Clase Término Descripción
I Fresco
No aparecen signos visibles de meteorización,
tal vez ligera decoloración en las grandes superficies de discontinuidad.
g g p
II
Ligeramente
meteorizado
Todo el conjunto rocoso está decolorado por meteorización.
La decoloración indica alteración del material rocoso y de las superficies de discontinuidad.
III
Moderadamente
meteorizado
Menos de la mitad del macizo aparece descompuesto o trasformado en suelo.
La roca fresca o decolorada aparece de forma continua o como núcleos aislados
meteorizado La roca fresca o decolorada aparece de forma continua o como núcleos aislados.
IV
Altamente
meteorizado
Más de la mitad del macizo aparece descompuesto o trasformado en suelo.
La roca fresca o decolorada aparece de forma discontinua o como núcleos aislados.
V
Completamente
meteorizado
Todo el macizo aparece descompuesto o trasformado en suelo.
Se conserva la estructura original del macizo rocoso
meteorizado Se conserva la estructura original del macizo rocoso.
VI Suelo residual
Todo el material rocoso se ha trasformado en suelo. Se ha destruido la estructura del macizo rocoso y la
fábrica del material. Existe cambio de volumen pero el suelo no se ha transportado significativamente.
G d d t i ió d l t i (ISRM BS 5930 1981)
Grado de meteorización de la matriz rocosa (ISRM, BS 5930:1981)
Término Descripción
FRESCA No se observan signos de meteorización en la matriz rocosa.
DECOLORADA
Se observan cambios en el color original de la roca debidos a meteorización.
Indicar el grado de cambio y si dicho cambio se limita a uno o varios minerales
Indicar el grado de cambio y si dicho cambio se limita a uno o varios minerales.
DESINTEGRADA*
Roca meteorizada a suelo, conservándose la fábrica original.
Los granos minerales están sin alterar, pero la roca es friable.
DESCOMPUESTA*
Roca meteorizada a suelo, conservándose la fábrica original.
Algunos o todos los granos minerales están descompuestos
Algunos o todos los granos minerales están descompuestos.
*Admiten grados: ligeramente (<10%), moderadamente (<35%), altamente (<75%), extremadamente (>75%)
11. Meteorización de macizos rocosos
Meteorización de macizos rocosos
Material alterado, términos utilizados en Geomorfología (G), Edafología (E) e Ingeniería Geológica (IG):
Alterita (G): Formación superficial formada por procesos de meteorización (generalmente
Alterita (G): Formación superficial formada por procesos de meteorización (generalmente
químicos). Puede presentar diversos grados de trasformación y de removilización. Puede ser
autóctona, alóctona o residual (ésta cuando sólo conserva los componentes más resistentes).
Saprolito (G IG): Alt it tó t t t i l i i l t f d S l
Saprolito (G, IG): Alterita autóctona compuesta por material original trasformado. Suelo
residual “in situ” que conserva la estructura de la roca pero con la consistencia de un suelo.
Regolito (G): Alterita afectada por otros procesos: adafización, removilización y
g ( ) y
sedimentación. Puede ser autóctono, para-autóctono o alóctono.
Suelo (G, E): Formación superficial formada por procesos de meteorización que se presenta
organizada en profundidad en horizontes Producto de meteorización transformado y
organizada en profundidad en horizontes. Producto de meteorización transformado y
estructurado.
Suelo (IG): Agregado natural de partículas minerales granulares y cohesivas, separables por
medios mecánicos de baja energía o por agitación mecánica. Material fácil de disgregar.
Material no homogéneo resultado de los procesos de alteración desarrollados sobre las rocas.
Su significado es más amplio: incluye todos los tipos de suelos: edáficos (estructurados),
residuales (“in situ”) y sedimentarios (transportados)
residuales ( in situ ) y sedimentarios (transportados).
12. Alteración de materiales rocosos
Alteración de materiales rocosos
materiales utilizados en construcción
Proceso desarrollado normalmente a más corto plazo sobre las propias rocas, cuando se utilizan como
materiales en obras de ingeniería o de arquitectura (rellenos, áridos, roca ornamental, piedra natural…).
materiales en obras de ingeniería o de arquitectura (rellenos, áridos, roca ornamental, piedra natural…).
También se aplica a las rocas in situ durante o poco después de realizar obras en su entorno, cuando
presentan problemas de degradación a corto plazo, consecuencia de su exposición a la intemperie.
Roca (G): agregado natural de minerales abundante en la corteza terrestre.
Roca (IG): agregado natural de partículas minerales, con fuerte unión cohesiva permanente.
Se caracteriza por sus minerales (composición) y su modo de agregación (textura )
p ( p ) y g g ( )
Rocas
alteradas
Rocas
sanas*
Grado de alteración Comportamiento
poco coherentes:
se fisuran, disgregan
± duras
coherentes
Grado de alteración Comportamiento
El grado de alteración tiene gran influencia en las propiedades de las rocas (porosidad, absorción
de agua, permeabilidad, resistencia, deformabilidad…) y por tanto en su calidad como materiales.
13. Alteración de materiales rocosos
Alteración de materiales rocosos
Alteración mineral → proceso químico
Alteración textural → proceso físico
La alteración de las rocas puede ser consecuencia de la alteración química
de sus componentes minerales o de la modificación de sus características
Alteración textural → proceso físico
de sus componentes minerales o de la modificación de sus características
texturales. Normalmente ambos hechos están ligados.
− La alteración mineral es un proceso químico que implica
i d ilib i di fl id d bid l t i
reacciones de equilibrio en medios fluidos, debido a que la materia
tiende a estar en equilibrio químico, y éste depende de la presión y
temperatura del ambiente en el que se encuentran. Como resultado
se forman nuevos minerales: los feldespatos pasan a arcillas los
se forman nuevos minerales: los feldespatos pasan a arcillas, los
anfíboles se alteran a arcillas y limonita, los olivinos a hematites…
− La alteración textural es esencialmente un proceso físico
relacionado con la fracturación y el incremento de la porosidad
relacionado con la fracturación y el incremento de la porosidad.
Afecta sobre todo al sistema poroso de la roca, con la creación y el
crecimiento de espacios vacíos, donde se incluyen poros y fisuras.
14. Alteración de materiales rocosos
Alteración de materiales rocosos
Proceso natural: cambio de las roca con el ambiente
Origen: ambiente de formación ambiente actual de exposición
La alteración de las rocas puede verse como la adaptación de los materiales al cambio de ambiente.
Por tanto, para abordar su estudio interesa conocer:
- Las características de las rocas: resultado de su génesis. Las rocas endógenas se forman
elevada presión y temperatura, cristalizan o recristalizan, dando lugar a materiales coherentes y
compactos. Las rocas sedimentarias se forman a más baja presión y temperatura, durante la
p j p y p ,
diagénesis compactan o cementan, en general son materiales más blandos y porosos.
- El ambiente al que está expuestas las rocas: donde se producen interacciones entre atmósfera,
hidrosfera biosfera y litosfera En concreto las condiciones físicas y químicas del ambiente
hidrosfera, biosfera y litosfera. En concreto las condiciones físicas y químicas del ambiente,
determinadas por presión, temperatura y fluidos presentes (O2, H2O, CO2, SO2…).
Al aumentar el desequilibrio entre el ambiente de formación y el ambiente actual de exposición
t l lt bilid d d l N b t t d t d t á ti
aumenta la alterabilidad de las rocas. No obstante, pueden mantenerse durante más o menos tiempo
en estado metaestable, sin manifestar alteración.
Estudio complejo: múltiples variables
Estudio complejo: múltiples variables
15. ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
El análisis de la alteración de los materiales pétreos distingue entre las “causas”
que originan el deterioro y los “efectos” presentados en las rocas.
El objetivo del análisis es establecer la relación causa-efecto:
DIAGNÓSTICO DE LESIONES
Causas: Diferenciar los “factores o agentes” que pueden intervenir y los “procesos o
mecanismos” desarrollados
► Factores internos, agentes externos, factores de obra
d é lt l
→ responden a porqué se alteran las rocas
► Procesos físicos, químicos y biológicos
→ responden a cómo se alteran las rocas
L b l d d l b ió ó i d d i
-- Las causas no se observan, son resultado de elaboración teórica deducir
Efectos: Son el resultado de los procesos y se conocen como “lesiones o daños”
► Formas, productos y grados de alteración
-- Los efectos podemos verlos directamente y examinarlos observar, analizar
► Alonso F.J. et al. (2006). Análisis del deterioro de los materiales
pétreos de edificación. ReCoPaR (rev. electrónica) 3, 23-32.
16. ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
FACTORES
FACTORES
INTERNOS
AGENTES
EXTERNOS
FACTORES
DE USO
FACTORES
DE OBRA
INTERNOS EXTERNOS DE USO
TERRENO
ROCA SANA
“causas”
EDIFICIO
PROCESOS
ROCA ALTERADA
“efectos”
FORMAS,
PRODUCTOS,
GRADOS DE ALTERACIÓN
DAÑOS
LESIONES
GRADOS DE ALTERACIÓN
FALLOS
17. ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
FACTORES INTERNOS
relativos a la naturaleza de los materiales
insuficiencias por baja calidad, defectos
pasivos frente a los agentes externos
PETROGRAFÍA
- Composición
- Textura / Espacios vacíos
PROPIEDADES
- Químicas
- Físicas
18. ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
ANÁLISIS DE LA ALTERACIÓN
relativos a las actuaciones del ambiente
FACTORES EXTERNOS
agresiones, uso abusivo o inadecuado
activos frente a los factores internos
CLIMA / MICROCLIMA
CLIMA / MICROCLIMA
- precipitación: lluvia, nieve…
- humedad relativa
- temperatura: insolación
- presión: viento
presión: viento…
sufren cambios
importan las variaciones
CONTAMINACIÓN
CONTAMINACIÓN
- aire: gases, partículas, COV…
- lluvia ácida, aerosoles salinos
- suelo: sales solubles…
se acumulan
importa la concentración
COLONIZACIÓN BIOLÓGICA
19. INTERÉS DE SU ESTUDIO
INTERÉS DE SU ESTUDIO
Aspectos positivos:
Proceso esencial en la dinámica terrestre: los procesos externos junto
Proceso esencial en la dinámica terrestre: los procesos externos, junto
con los internos, hacen de la Tierra un planeta vivo y dinámico.
Erosión > Meteorización → Modelado terrestre: formas del paisaje
Meteorización > Erosión → Formación de suelos: vegetación, agricultura
Aspectos negativos:
Aspectos negativos:
Afecta a la duración de las construcciones: las rocas cuando se utilizan
en obras de ingeniería o de arquitectura se exponen a un nuevo ambiente.
A los macizos rocosos: cimentaciones, asentamientos, deslizamientos…
A los materiales pétreos: rocas ornamentales, cerámicos, morteros…
PROCESO NATURAL, LENTO, CONTINUO E IRREVERSIBLE
![ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
ALTERACIÓN Y METEORIZACIÓN
Alteración [Alteration]: cambio de características / estado
Degradación = Deterioro [Decay]: alteración perjudicial
Meteorización [Weathering]: alteración por intemperie
→ Erosión [Erosion]: : movilización / pérdida de materia
→ Erosión [Erosion]: : movilización / pérdida de materia
Alterabilidad: susceptibilidad a la alteración
→ Durabilidad [Durability]: resistencia a la alteración
Alterología: estudio de la alteración](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)