Un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla ha aplicado un método de análisis del estado de conservación de edificios históricos mediante el uso de herramientas no destructivas. Con los resultados proponen establecer una pauta de mantenimiento que evite tareas de restauración o reparación, mucho más costosas que las preventivas.

Aplicación de Procesamiento Digital de Imágenes a la fachada este de la Capilla del Sagrario.

Los trabajos ofrecen diferentes novedades. Por un lado, los investigadores incorporan herramientas no invasivas y métodos simplificados más económicos que los utilizados habitualmente para la recogida de datos del estado del edificio. Por otro lado, han creado un modelo de cálculo que unifica esa información y genera un modelo tridimensional para el análisis de la construcción.

Con la futura integración de prototipos de bajo coste, la aplicación de este sistema se propone como un método para cualquier profesional de la edificación al abaratar los costes de la instrumentación utilizada y proporcionar una visión integral del estado de la construcción. En el artículo ‘Non-destructive testing and Finite Element Method integrated procedure for heritage diagnosis: The Seville Cathedral case study’ publicado en la revista Journal of Building Engineering, los expertos confirman que su aplicación economiza la inversión en patrimonio al poder desarrollar un plan de conservación personalizado y no invasivo.

El modelo propuesto permite profundizar en la arqueología que contienen los edificios al desarrollar un mapa gráfico de los movimientos experimentados en el suelo. “Es un método que unifica el estudio del pasado para la proyección hacia el futuro. Se produce un levantamiento arqueológico sin necesidad de destruir ni excavar para establecer hipótesis históricas, poco valoradas pero muy importantes. Se obtiene el material gráfico necesario para conocer el estado actual y permite realizar una proyección sobre cómo evolucionará en el futuro para intervenir a tiempo”, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Emilio Mascort, coautor del artículo.

Los investigadores de la Universidad de Sevilla autores del artículo junto a la capilla del Sagrario de la Catedral de Sevilla.

De esta manera, se observan con facilidad las partes más dañadas o dónde pueden encontrarse los puntos débiles de la construcción para su refuerzo o mantenimiento antes de que se haga necesaria una intervención de reparación. “El método que planteamos contribuye a ampliar el conocimiento sobre nuestros edificios históricos y a documentar la construcción original y la evolución que han tenido a lo largo de la historia para mejorar su preservación”, añade el investigador Eduardo Diz, también autor del artículo y promotor de la investigación.

Como resultado, los datos de las propiedades físicas, geométricas y los materiales recopilados a través de sensores, levantamientos gráficos y modelos de cálculo han llevado a la elaboración de determinadas hipótesis que pueden derivar en una propuesta de intervención o bien en la recomendación de las tareas de mantenimiento óptimas y acordes al estado del edificio.

Recrear y preservar el patrimonio de forma no invasiva

Una de las diferencias fundamentales de este estudio con respecto a otros similares es que los expertos han validado la aplicación de instrumentos piloto creados por ellos. Por ejemplo, el acelerómetro usado para los trabajos en la Catedral, que determina el nivel de vibración del edificio tanto en el interior como en el exterior provocada por factores como el ruido, tiene un valor en el mercado en torno a los 20.000 euros. Sin embargo los expertos proponen prototipos de coste cercano a los 200. Con ellos se realizan funciones semejantes, con un margen de error suficiente para investigaciones aplicadas a edificios. Esto hace que este tipo de técnicas pueda estar al alcance de todos.

De la misma manera, el láser de nivelación que mide la diferencia existente entre los distintos niveles del suelo y la parte más alta de la construcción, verificando el movimiento vertical de los edificios, puede tener un coste de adquisición inferior a los 100 euros. “Este tipo de instrumentos podrían mantenerse instalados de manera permanente en los edificios con la intención de obtener datos en tiempo real. Así, se podría actuar con mayor precisión y rapidez ante cualquier cambio”, añade Emilio Mascort.

Otra técnica utilizada para la toma de datos ha sido el georradar, con el que se obtienen radiografías del subsuelo y muestra el contraste de la densidad de los materiales. Además de restos de la antigua mezquita, fosas, criptas, balsas de agua, humedades y restos arqueológicos, la comparativa de las imágenes obtenidas ofrece indicios de resistencia, lesiones existentes y el estado del suelo y de las rocas en general.

Por su parte, la cámara termográfica se usa para medir los contrastes de temperatura que se soportan durante un tiempo determinado, además de la influencia que el clima exterior provoca en las distintas partes del edificio.

Imagen obtenida con el método de elementos finitos propuesto por los expertos en este trabajo para la evaluación de daños.

Por último, la fotogrametría, una técnica que aporta gran cantidad de información al obtener una imagen tridimensional a partir de fotografías, proporciona una visión global y exacta del edificio. De esta forma se simplifica la recogida de información y se verifican simultáneamente las hipótesis creadas en la toma de datos. Además, permite generar de una manera rápida y eficaz modelos de actuación que permiten estudiar en detalle la respuesta a los problemas que presente el edificio.

Para ello ha sido fundamental contar con diferentes fuentes de imágenes: cartografía, dibujos y fotografías. Así, el trabajo ha resultado también en la documentación gráfica profunda de la construcción de referencia, con la colaboración de los trabajos de Ana Bravo Bernal, investigadora de la Universidad de Sevilla.

La Catedral, a examen

Concretamente, en el caso de la Capilla del Sagrario, ubicada en la Catedral de Sevilla, los resultados han llevado a la identificación de daños críticos. El primero y más grave es la deformación del suelo debido a las partes del asentamiento que se han estado produciendo. Así, han detectado distintos grados de resistencia en el suelo que acoge al edificio. Por un lado, una zona dura que coincide con la ubicación de la antigua mezquita almohade y, por otro, otras partes que presentan mayor debilidad al ocuparse con enterramientos, nichos, pasadizos o, incluso, balsas de agua.

Esto hace que una de las zonas de la Capilla del Sagrario, presente 6 centímetros de desplazamiento y una distorsión angular de 0,0039 grados con respecto al resto. Además, han demostrado también que este efecto se produce debido a la tribuna construida en el sector noroeste del edificio, coincidiendo con los empujes de la cúpula sobre el muro de la fachada.

Así, los expertos confirman la incoherencia entre las partes de suelo duro y la más débil del edificio, determinando que existe un contraste de resistencia que provoca el movimiento de la construcción. “Este resultado supone una llamada de atención para frenar ese desnivel que podría ir creciendo conforme pase el tiempo”, advierte el experto.

Los expertos han aplicado el sistema para la identificación de daños críticos en la Capilla del Sagrario, ubicada en la Catedral de Sevilla. Foto: Pixabay.

Actualmente, están realizando trabajos similares con la muralla de La Macarena, uno de los antiguos límites almohades de la ciudad de Sevilla. Este estudio permitirá actualizar y volver a validar el método. Los expertos proponen que se implante de manera sistemática en otros edificios para crear un mapa inteligente de la ciudad que propicie una autogestión municipal en el mantenimiento del patrimonio evitando daños irreversibles y restauraciones costosas.

Los trabajos se han desarrollado con recursos propios de los grupos de investigación ‘Ingeniería del Terreno’ y ‘Sath Sostenibilidad en Arquitectura, Tecnología y Patrimonio: Materialidad y Sistemas Constructivos’ y el contrato predoctoral de Eduardo Diz Mellado del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Referencias

Eduardo Diz Mellado, Emilio J. Mascort Albea, Rocío Romero Hernández, Carmen Galán Marín, Carlos Rivera Gómez, Jonathan Ruiz Jaramillo y Antonio Jaramillo Morilla. ‘Non-destructive testing and Finite Element Method integrated procedure for heritage diagnosis: The Seville Cathedral case study’. Journal of Building Engineering. 2021

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