Consolidación y protección superficial del granito mediante oligómeros polisiloxánicos modificados para la restauración del patrimonio cultural

Por qué importa salvar los monumentos de piedra

En todo el mundo, templos, esculturas en paredes y estatuas de piedra conservan relatos de civilizaciones pasadas. En la provincia china de Fujian, muchas de estas joyas están talladas en granito, una roca habitualmente considerada dura y permanente. Sin embargo, la lluvia ácida, la humedad y la contaminación erosionan lentamente sus superficies, provocando desprendimientos, decoloración y pérdida de detalle. Este estudio explora nuevos tratamientos protectores diseñados para fortalecer el granito debilitado desde el interior y, al mismo tiempo, proteger suavemente su superficie, con el objetivo de mantener estos hitos culturales en pie y legibles para las generaciones futuras.

Cómo están siendo atacados los relictos de granito

El granito en Fujian sufre una combinación adversa de alta humedad, fuertes precipitaciones y frecuentes deposiciones ácidas. Con el tiempo, la lluvia y los contaminantes atmosféricos penetran en los poros y grietas microscópicas de la piedra. Reacciones químicas disuelven minerales, mientras que tensiones físicas por humectación, secado y ciclos de congelación-deshielo separan los granos. El resultado es una superficie que se vuelve polvorienta, patrones que se difuminan y fragmentos que se desprenden. Los conservadores necesitan tratamientos que puedan alcanzar en profundidad esta red dañada, unir de nuevo los granos sueltos, repeler el agua y, al mismo tiempo, permitir que la piedra “respire” para que la humedad no quede atrapada en el interior.

Una nueva mezcla de líquidos fortalecedores de piedra

Los investigadores probaron una familia de materiales llamados oligómeros polisiloxánicos modificados, mezclados con un disolvente suave conocido como D40. Los polisiloxanos son moléculas a base de silicio que pueden infiltrarse en los poros de la piedra y luego formar una red fina, casi invisible, que une los granos minerales y repele el agua. Se prepararon cuatro mezclas con distintas concentraciones de polisiloxano, etiquetadas A (30%), B (25%), C (20%) y D (15%). Estas se compararon con un producto comercial de uso extendido, S-130. Bloques de granito procedentes de una cantera de Fujian fueron envejecidos artificialmente con ácido para imitar relictos reales; a continuación se aplicaron las soluciones de ensayo y se examinaron mediante una amplia gama de mediciones, desde dureza y velocidad ultrasónica hasta color, brillo, absorción de agua e imágenes microscópicas.

Qué revelaron las pruebas sobre resistencia y protección

Cada mezcla mostró sus propias virtudes. La solución A, con mayor contenido de polisiloxano, penetró en profundidad y construyó un fuerte entramado interno. Pruebas de dureza y de velocidad de sonido a través de la piedra mostraron que A mejoró considerablemente la cohesión interna, haciendo que el granito anteriormente suelto y meteorizado fuera más denso y sólido. En el microscopio, los poros y las microgrietas quedaron parcialmente rellenos sin formar una costra gruesa en la superficie, algo importante para conservar el aspecto natural de la piedra y permitir la salida de vapor. La solución D, con menor contenido de polisiloxano y mayor proporción de disolvente, fluyó con más facilidad hacia espacios finos y se extendió suavemente por la superficie. Ofreció una excelente repelencia al agua: las piedras tratadas absorbieron significativamente menos agua que las muestras sin tratar e incluso menos que las recubiertas con S-130, todo ello manteniendo cambios de color lo bastante pequeños como para ser apenas perceptibles a simple vista.

Resistencia al clima severo en laboratorio

Para simular décadas de exposición exterior en poco tiempo, el equipo sometió las piedras tratadas y sin tratar a intensos ciclos de “envejecimiento artificial”. Estos incluyeron luz ultravioleta, condiciones de calor y humedad elevadas, baños ácidos y alcalinos, cristalización salina y repetidos ciclos de congelación-deshielo. El granito sin tratar y el producto comercial mostraron agrietamiento, rugosidad superficial y pérdida de partículas minerales bajo estos esfuerzos. En contraste, las nuevas mezclas polisiloxánicas, especialmente la D, se comportaron notablemente bien. Las superficies permanecieron más suaves, el patrón mineral moteado siguió siendo reconocible y las imágenes microscópicas mostraron menos grietas nuevas y menor pérdida de mineral. Las medidas de dureza, velocidad de sonido interna y repelencia al agua disminuyeron solo ligeramente respecto a sus valores post‑tratamiento, lo que indica que la red protectora sobrevivió a condiciones exigentes.

Una receta práctica para preservar el patrimonio de granito

Conjuntando estos resultados, los autores proponen una estrategia sencilla de dos pasos para uso en campo. Primero, aplicar la solución A varias veces para reforzar en profundidad el granito debilitado, convirtiendo su estructura interna suelta en un esqueleto más fuerte y continuo. Tras el curado de esto, aplicar la solución D como una capa superficial delgada para crear una piel duradera y repelente al agua que aún permita la salida de vapor y apenas altere la apariencia de la piedra. Las pruebas de laboratorio sugieren que esta combinación puede estabilizar el interior y proteger el exterior de los relictos de granito en el exigente clima de Fujian. Los autores subrayan, no obstante, que se trata de resultados preliminares: son necesarias pruebas a largo plazo en monumentos menos críticos para confirmar que los tratamientos se comportan de forma segura y predecible al aire libre. Si esas pruebas tienen éxito, este enfoque podría convertirse en una herramienta potente para mantener el granito tallado claro, legible y estructuralmente sano durante mucho tiempo.

Cita: Liu, Y., Ke, Y., Wang, Y. et al. Consolidation and surface protection of granite using modified polysiloxane oligomers for cultural heritage restoration. Sci Rep 16, 8295 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38623-3

Palabras clave: conservación del granito, patrimonio cultural, protección de la piedra, revestimientos hidrófugos, tratamientos con polisiloxanos