Estudio de líquenes y otros organismos causantes del

“Estudio de líquenes y otros organismos causantes del deterioro
biológico en probetas de mortero”
Prunell Sabrina
(1)
Dra. Vilma G. Rosato.(2) Jorge.D. Sota(2)
LEMaC
Centro de Investigación Vial
Área: Estructuras y Materiales de Construcción.
(1)Becario-Tesista:
(2)Director de Becario
Tesis de Becarios-Tesistas de Investigación del Año 2010 ISBN: 978-950-42-0133-5
1. Introduccion:
Los materiales cálcicos empleados en la construcción experimentan procesos
de deterioro por reacciones físico- químicas entre el material y los agentes
agresivos. Además de los factores físicos químicos y climáticos, se debe
considerar el crecimiento de microorganismos como algas, bacterias, hongos,
musgos y líquenes, que se hallarán en cualquier lugar con condiciones
favorables para su desarrollo, con un aporte adecuado de luz y humedad entre
otros factores.
Los hongos y líquenes cobran gran importancia como agentes de deterioro por
dos razones: por una parte secretan ácido oxálico (y otros ácidos orgánicos),
además de productos del metabolismo secundario, que al combinarse con el
calcio, dan oxalato de calcio. Los ácidos orgánicos resultan agresivos porque
dan lugar a una erosión en la superficie colonizada, en tanto los metabolitos
secundarios tienen acción quelante. Por otra parte, ocasionan un daño por
acción mecánica ya que los filamentos que los constituyen (hifas) van
penetrando en el sustrato.
La estructura afectada, además de presentar un mal aspecto estético,
necesitará ser tratada por distintos métodos de limpieza y restauración de la
superficie. Finalmente, el ataque incide también sobre los costos de
mantenimiento.
El daño superficial producido en el material se verá influenciado por los
componentes del mismo, de los que dependen a su vez las propiedades
relacionadas con la durabilidad, como la porosidad y capacidad de succión
capilar, que al permitir la retención de agua al material, facilita el crecimiento de
los microorganismos.
La incorporación de porcentajes de adiciones minerales en mezclas de
morteros, contribuyen en general a modificar la porosidad de la mezcla en
estado endurecido, lo que dará a su vez un aumento de la impermeabilidad. A
su vez la textura superficial alcanzada con estas adiciones resultara más lisa,
mejorando el acabado estético de la misma.
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Resumen:
El objetivo de este trabajo es saber si las adiciones favorecen o dificultan la
colonización de estos hongos y otros microorganismos, y si se observan
diferencias en el grado de deterioro producido por estos seres vivos, para lo
que se realizará el estudio de probetas preparadas con mezclas de cementos
bien caracterizados y adiciones a estudiar correctamente dosificados, que se
someterán a la acción de hongos aislados de edificios antiguos.
2. Materiales y Métodos
-
2.1 Aislamiento de la cepa
Se empleó una cepa de Aspergillus niger previamente aislada del muro del
convento de San Francisco de La Plata. Para tal fin se raspó la costra negra
de suciedad y luego en el laboratorio, usando una pinza de punta fina
esterilizada a la llama, se colocaron cuatro partículas equidistantes en
cápsulas de Petri. Una vez obtenidas las colonias, se repicaron para
mantenerlas.
-
2.2 Preparación de los cultivos
Se cultivó la cepa de Aspergillus niger en medio de agar- extracto de malta
(AEM), preparado de la siguiente forma: 1000 ml de agua destilada, 20 g de
agar en polvo, 30 g. de maltosa y 5 g de peptona de carne.
Fig.1 Aspergillus Niger
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-
2.3 Preparación de los bloques de material
El método se adaptó de Wiktor et al (2009): se confeccionaron bloquecitos de
mortero de 1x6, 5x2, 5 cm en moldes de acrílico de 11 x 12 cm, en total se
utilizaron 7 moldes, cada uno de ellos daba lugar a 3 bloquecitos. Las mezclas
se realizaron con 3 concentraciones diferentes de filler
y puzolana,
considerando también, una mezcla patrón. Los bloques se curaron en cámara
húmeda 28 días y luego se dejaron una semana en cámara de carbonatación.
Para la preparación de las mezclas se utilizaron los siguientes componentes:
Cemento Pórtland: Es un cemento hidráulico que se obtiene de calcinar una
mezcla de arcillas y piedra caliza en un horno, para pulverizar posteriormente la
mezcla obtenida.
Arena fina: Es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas,
es la que sus granos pasan por el tamiz de mallas 1mm de diámetro y son
retenidos por otro de 0.25mm.
Puzolana: material silico-aluminosos, en presencia de agua, reaccionan
químicamente para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.
Filler calcáreo: material calcáreo compuesto por carbonato de calcio bajo la
forma de calcita, que contiene impurezas como cuarzo, minerales arcillosos y
feldespatos.
Fig.3 Molde de acrílico.
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Fig.4 Bloques de mortero.
Tabla 1.Dosificaciones de bloques de mortero.
Mezcla
1
2
3
4
5
6
7
-
Agua
21
21
21
21
21
21
21
Cemento
35
33,25
31,5
28
29,75
28
26,25
Arena
105
105
105
105
105
105
105
a/c
0,6
0,63
0,66
0,75
0,7
0,75
0,8
Filler
5%
10%
20%
-
Puzolana
15%
20%
25%
2.4 Inoculación e incubación de los bloques
Previo a la inoculación, se esterilizaron los bloques y vermiculita mediante el
proceso de tindalizado: los materiales se dejan una hora en la autoclave con
la espita abierta. Este proceso se repite durante 3 días. Así se asegura la
eliminación de todos los microorganismos sin someter al material a la
presión.
Este material se dispuso en frascos de plástico estériles de 500 ml de
capacidad: primero se colocó la vermiculita en la base y se regó con 30 ml.
de agua destilada estéril. Luego se cubrió la base de vermiculita con un filtro
estéril de 10 cm de diámetro y se ubicaron los bloques (dos por cada
frasco).
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Los cultivos de A. niger se inundaron con agua destilada estéril y se raspó
la superficie con un ansa estéril para obtener una suspensión de esporas,
que se roció sobre la superficie de los bloques.
Una vez preparados los cultivos, se incubaron durante 4 meses en la estufa
de cultivos a 36º C.
Fig.4.Camara de cultivo.
3.1 Resultados:
Se observó mediante el microscopio estereoscópico y se realizó una
comparación de las probetas inoculadas y sin inocular. Las imágenes nos
muestran que el hongo Aspergillus niger tuvo capacidad de desarrollarse, en
mayor grado en la probeta número 2, que corresponde a la incorporación de
filler calcáreo como adición en una proporción del 5%, mientras que el menor
grado de desarrollo del hongo se observó en la probeta número 7, que
corresponde a la incorporación de puzolana como adición en la proporción del
25%.
Se midieron los porcentajes del crecimiento del hongo Aspergillus niger,
dividiendo a la muestra en seis partes iguales, se tomaron fotografías de cada
zona a las que se les realizo un conteo individual, para luego sumar los
porcentajes individuales, y finalmente tomar uno general de cada muestra.
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PATRON
CON ASPERGILLUS
MUESTRA 1
MUESTRA 2
(Filler 5%)
MUESTRA 3
( Filler 10%)
MUESTRA 4
(Filler 15%)
MUESTRA 5
(Puzolana 15%)
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7
MUESTRA 6
(Puzolana 20%)
MUESTRA 7
(Puzolana 25%)
3.2 Observaciones bajo Microscopio Electrónico de Barrido Ambiental:
La muestra 1, correspondiente a un cemento portland normal, tiene la
superficie lisa, con poros pequeños, de aproximadamente 4-5 µm de diámetro
y poca colonización de A .niger. Sólo se observan escasas hifas del hongo, de
entre 10 y 12 µm. de diámetro.
La muestra 2 es de cemento con filler calcáreo 5 %. La superficie se ve
irregular y porosa. Hay numerosos poros pequeños de 2 -3 µm de diámetro,
otros más escasos de 14 a 18 µm e irregularidades de mayor tamaño de entre
30-40 µm de diámetro.
Se puede apreciar por otra parte, que en este caso la colonización del hongo
es abundante.
La muestra 6 es de cemento con puzolana en una proporción del 20%.
La superficie es muy lisa, con pocos poros muy pequeños, de 2-5 µm, y la
colonización es escasa, con hifas de 8-10 µm de diámetro.
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Muestra1 Patrón.
Muestra 2 con filler.5%
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Muestra 6 con puzolana.20%
3. 3 Porosimetría por intrusión de mercurio
Muestras
Volumen de poros
mm3/g
Cemento Normal
92,2
Cemento Normal con 5 % Filler
116.2
Cemento Normal con 15 % Puzolana Natural
103.2
El volumen de poros se corresponde a los mayores de 37 Å de radio.
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En los porcentajes analizados la mezcla mas cerrada es la patrón, las
proporciones de adición en los morteros estudiados, solo provocan un efecto
de dilución.
4 CONSIDERACIONES FINALES:
En el estudio preliminar realizado se observan diferencias de crecimiento en los
distintos morteros utilizados.
En el caso de los morteros con filler, la presencia de poros más grandes y la
mayor concentración de calcio, en principio favorece el crecimiento y la
intensidad del mismo.
Con los morteros en donde se adicionó puzolana, si bien la proporción utilizada
no termina a la edad del estudio, cerrando la porosidad de la mezcla, la
presencia de hidróxido de calcio favorece el crecimiento pero con menor
intensidad que la mezcla con filler.
5 BIBLIOGRAFÍA
Caneva G., Nugari M.P., y Salvadori O., 2003- “La Biologia nel restauro.”
Nardini Editori, Firenze (Cuarta Ed.
Dornieden T., Gorbushina A.A 2000.New methods to study the detrimental
effects of poikilotroph microcolonial micromycetes (PMM) on building materials.
EN: Fassina V. (Ed.), Proceedings of the 9th International Congress on
Deterioration and Conservation of Stone, Venice, June 19-24, 2000, Vol I. :
461-468. Elsevier.
Wiktor V., De Leo F., Urzí C., Guyonnet R.. Grosseau Ph., García-Díaz E.
2009, Accelerated test to study fungal biodeterioration of cementitious matrix.
International Biodeterioration and Biodegradation 63: 1061-1065
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