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Estudio de los materiales de
construcción de las murallas del
Albayzín (Granada)
R Proyectos
Resumen
El trabajo recoge el estudio, desde el punto de vista
constructivo, de los distintos recintos amurallados de la
ciudad de Granada, conocidos históricamente como
alcazabas y arrabales. Las murallas, de origen árabe y
construidas en tapial, constituyen un elemento impor-
tante del patrimonio histórico de esta ciudad, que ha
perdurado a lo largo de más de diez siglos poniendo de
manifiesto su resistencia y durabilidad.
Los morteros de cal son componentes fundamentales
de estas fábricas, actuando como una capa exterior de
protección o como un constituyente esencial del muro.
El estudio se ha realizado diferenciando entre material
de interior de muro y revestimientos, llevando simultá-
neamente un estudio comparativo con el área fuente de
aprovisionamiento del material, que aflora en la colina
donde se encuentran emplazadas dichas murallas.
Esther Ontiveros Ortega, Centro de Intervención, IAPH. Eduardo Sebastián Pardo, Dpto. Mineralogía y Petrología, Universidad de Granada.
Ignacio Valverde Espinosa y F. Javier Gallego Roca, Dpto. de Construcciones Arquitectónicas, Universidad de Granada
032 PROYECTOS I PH Boletín del Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico I nº 66 I mayo 2008 I pp. 32-
Palabras clave
Albayzín de Granada I Análisis I Arquitectura islámica I Caracterización de materiales I Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico I Granada I Hormigón de cal I Metodología I Mortero árabe I Murallas I Patrimonio inmueble I Tapial calicastrado I Tapial real
Cerca de Don Gonzalo / Foto: Esther Ontiveros Ortega
PH Boletín del Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico I nº 66 I mayo 2008 I pp. 32-47 I PROYECTOS 035
W Muralla Ziri / Foto: Esther Ontiveros Ortega
W Plano de las murallas. Elaboración propia a partir de Seco de Lucena, 1910
Del resto de los arrabales Alfajjarín (alfareros), Nayd y Bib-arrambla, no se conserva prácticamente nada. El arrabal de al Fajjarín se construyó probablemente a finales del s. XIII o comienzos del XIV, y hay constan- cia de que el barrio de Al-Nayd , contiguo al de los Alfareros, estaba pro- tegido por una cerca muy endeble que se pudo constatar porque exis- tió hasta finales del siglo XIX.
Los cambios sociales y estratégicos que se inician en la época moderna se traducen en lo innecesario de las murallas como cerca urbana. De esta forma Granada, durante el s. XVI, se va a extender superando las murallas en la zona Sur y Oeste.
En el s. XIX se impulsa el derribo de las murallas y puertas de la antigua Medina que eran consideradas, en esa época, incompatible con el ensanchamiento y la regularización de plazas y calles. Las reformas lle- vadas a cabo a finales de este periodo destrozan gran parte de la ciu- dad vieja. Así, en 1895, al abrir la Gran Vía de Colón, se eliminó el barrio de la Mezquita Mayor.
METODOLOGÍA DE ESTUDIO
El estudio de estos lienzos de murallas se desarrolló en dos fases: fase de campo y fase de laboratorio.
Fase de campo
En esta fase se realizó la localización y observación organoléptica de los restos dispersos que aún se conservan (ver mapa p. 35), lo que per- mitió poner de manifiesto los siguientes aspectos:
Forma constructiva Se diferenciaron al menos tres variedades de tapial en base al tipo de tierra, a la forma de mezclar el aglomerante (cal) con el material terroso y su disposición en los muros (VALVERDE ESPINOSA, et al., 1992, 1997; ONTIVEROS, 1995).
j Tapial monolítico de “hormigón de cal”. Se observa en los lienzos de la alcazaba Cadima (1013-1035). La fábrica se obtiene rellenan- do los tableros con una mezcla de grava-arena y cal, dando como resultados una fábrica grosera de aspecto muy homogéneo y de gran consistencia. Con esta misma tipología está construida la alca- zaba de la Alhambra. j Tapial Real. Se han observado dos variedades, la más habitual se caracteriza por presentar de forma alternativa unos niveles de hormi- gón/mortero de cal y tierra de 1 a 2 cm de espesor y estar revestida por una capa centimétrica de mortero. Con esta última tipología esta cons- truida la alcazaba Gidida. La otra modalidad, observada en puerta Elvira, se caracteriza por presentar dos capa de hormigón de cal de 8 a 10 cm
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W Tapial real, variedad 2,corte transversal (Arco Elvira) / Foto: Esther Ontiveros
W Tapial hormigón de cal, Alcazaba Cadima / Foto: Esther Ontiveros
W Tapial real, variedad 1, Muralla Ziri / Foto: Esther Ontiveros
W Tapial calicastrado, corte transversal (Muralla San Antonio) / Foto: Esther Ontiveros
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W Cerca de Don Gonzalo / Foto: Esther Ontiveros
Esta propiedad resulta de interés porque condiciona el grado de cohe- sión que puede adquirir un material terroso, parámetro que está direc- tamente relacionado con el porcentaje y naturaleza de las arcillas. Los resultados obtenidos se indican en la tabla 2 (p. 42), junto a la denomi- nación del tipo de suelo, de acuerdo con el Sistema Unificado de clasi- ficación de suelos SUCS (ASTM-D2487).
Las curvas granulométricas y los datos de plasticidad obtenidos en muestras de murallas para interior de muro presentan características similares a las muestras de cantera, relacionándose con los distintos niveles definidos. La geometría de las curvas indica que las murallas más antiguas están construidas mayoritariamente con el nivel 1. Hay que destacar que las muestras analizadas en Puerta Elvira no se adecú- an a ningún nivel estudiado, al pertenecer a material coluvial de la vega granadina. Con el nivel 2 se ha levantado el tramo de la cerca Don Gonzalo y San Miguel y con el nivel 3 el de San Antonio (suelo rojo), salvo el tramo más inferior que corresponde al nivel 1. Estos aspectos ponen de manifiesto la similitud entre las murallas y el terreno donde están emplazadas.
Los revestimientos, texturalmente, presentan características semejan- tes, independientemente del tipo de recinto, en general en la mayoría de los casos la fracción dominante es la arena, aunque es frecuente encontrar áridos tamaño grava. Se observa un cribado del material por encima del tamiz Nº 8 A.STM (2,5 mm) y una disminución importante del contenido en finos.
Densidad y compactación
La densidad se ha determinado in situ por medio del trolex (método de radioisótopos), sobre el material de cantera y murallas. La densidad ópti- ma que pueden alcanzar los niveles de cantera se ha establecido mediante el ensayo proctor normal (NLT-108/72 y ASTMD 698) y la densidad de los revestimientos por pesada hidrostática. Los datos indi- cados en el gráfico 3 (p. 40) muestran que los valores están próximos a 2, los más bajos corresponden al tapial calicastrado y los más altos a los hormigones de cal y tapial real.
La compactación que presentan estos muros en su totalidad está por debajo de las densidades proctor óptimas obtenidas en laboratorio con material de cantera. Los revestimientos son los que presentan densida- des menores, debido a su granulometría (más fina) y adición de cal, ya que ésta reduce la densidad pero a cambio le confiere al material mayor resistencia y cohesión.
Análisis químicos y contenido en materia orgánica
Mediante espectometría de emisión por plasma acoplado (ICP)) y fluo- rescencia de rayos X (FRX), se han determinado los elementos quími-
tado de la eliminación del material en mechinales y basamento. La pér- dida del material en los revestimientos, que protegían la fábrica interior del muro, favorece la disgregación, descohesión intergranular y erosión observada en estas tapias.
La toma de muestras se llevó a cabo en dos etapas, sobre el monumen- to, y posteriormente en los afloramientos de cantera. Las muestras de murallas se agruparon por recintos (tabla 1, p. 42). Se diferenció entre muestras de interior de muro (IM) y revestimientos (REV); cuando la tipología del tapial lo requería. Simultáneamente se llevó a cabo un estudio sobre la cantera (formación Alhambra), que permitió diferenciar, en el afloramiento, tres niveles de materiales atendiendo a su granulo- metría. Se extrajeron un total de 57 muestras de las cuales 36 fueron de murallas y 21 de suelos.
Durante esta fase se realizaron medidas de la densidad in situ, tanto de los lienzos de muralla como sobre los distintos niveles de cantera diferenciados.
Fase de laboratorio
Comprende el análisis experimental para la caracterización de los mate- riales encontrados en estos muros, tierra y morteros/hormigones de cal. La metodología aplicada sobre el material terroso está basada en los tra- bajos expuestos por Cope (1984), Doat et al (1985) y Houben & Guillaud (1989), fundamentada en las propiedades físicas del suelo, aspectos composicionales e influencia del tipo de arcilla y tierra compactada sobre su resistencia y durabilidad. Para el estudio de los morteros y hormigones se utilizaron diferentes técnicas y ensayos (ver gráficos 1 y 2, p. 40).
RESULTADOS
Caracterización textural y clasificación del suelo
El material previamente se disgregó con mazo de goma, con la finalidad de modificar lo menos posible la granulometría original del árido y pre- parar el material para la realización del resto de los ensayos. Se determi- naron las siguientes propiedades.
j Granulometría. Se obtuvieron las curvas granulométricas para material de cantera y murallas. En estas últimas (ver gráfico, p. 41) diferenciando entre muestras de interior de muro y revestimiento. En el ensayo se han despreciado las partículas de tamaño superior a 38.1 mm, estando la proporción de las partículas mayores de 20 mm por encima del 52%, dentro de esta fracción se incluyen, incluso, bloques de gran tamaño. j Plasticidad. Se obtiene a través de los límites de Atterberg, que repre- sentan los distintos estados de consistencia que pueden presentar los suelos; limite líquido (wL), límite plástico (wP) e índice de plasticidad (Ip).
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cos mayoritarios (Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, P, Ti, S, Cl, y Si) y traza (Co, Cu, Cr, Ni, Sr, V, Y, Zn, Pb, Zr, Nb y Li) de las distintas muestras analizadas. Los datos obtenidos muestran un incremento generalizado en Ca en muestras de murallas respecto a cantera y una reducción en álcalis (Na, K) por lavado, dada la alta movilidad de estos últimos elementos. Los contenidos en SO 2 y Cl- junto a Cu, Ni y Co, asociados a los componen- tes de alteración, también siguen esta tendencia. El incremento se explica por su entrada en los muros a través del suelo, la contamina- ción y materiales de restauración. Sus valores se muestran en el gráfi- co 4, junto con el contenido en materia orgánica. La presencia de dicho componente, no aconsejable en este tipo de construcciones, es muy reducida, <1%. Las fábricas de hormigón de cal (alcazaba Cadima) son la que presenta los valores más altos, atribuible a la adicción de fibras orgánicas durante la construcción.
Composición mineralógica
Al tratarse de un material granulométricamente muy heterogéneo, el análisis mineralógico se ha llevado a cabo por fracciones: O [> 6,36 / 6,36-0,08 / <0,074 mm]. La fracción predominante encontrada (se excluye la fracción >38,1 mm) en las muestras de murallas está en un rango que va de 6,35 a 0,074 mm, por lo que se ha considerado esta fracción la más adecuada para establecer correlaciones con el material de cantera. En la interpretación de los resultados se ha tenido en cuen- ta que parte de la cal agregada a la fábrica queda adherida a los áridos después de la disgregación manual del mortero.
La fracción menor de 0,074 mm también resulta de utilidad para este estudio por dos razones: en ella se concentra la fracción arcillosa y la mayor parte de la cal agregada a los muros.
Como se puede ver en las tablas 3 y 4 (p. 42), el material analizado esta compuesto por cuarzo-feldespatos, calcita, domita y filosilicatos, en proporción variable según el tipo de suelo y contenidos significativos de óxidos de hierro, concentrados en la fracción arcillosa.
La variación entre los distintos niveles de cantera analizados reside fundamentalmente en la proporción y naturaleza de filosilicatos. Las muestras del nivel 2 y 3 presentan contenidos significativos de este componente; siendo la composición de la fracción arcilla, mayoritaria- mente esmectitas e ilitas, que suponen el 80% del total de este com- ponente; además se han encontrado cloritas, caolinitas, paragonita e indicios de inteestratificados.
La composición de las fracciones >6,35 mm es muy semejante en todas las muestras analizadas, detectándose un descenso de calcita en la fracción intermedia (6,35 y 0,074 mm). En murallas, en esta fracción, se observan incrementos de más del 10% de este componente atribuibles a la cal adherida al árido.
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Los revestimientos presentan
características texturales
semejantes, independientemente del tipo de recinto. La fracción
dominante es la arena
X Curvas granulométricas medias obtenidas de los distintos lienzos de muralla y niveles de cantera estudiados
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TABLA 3. Composición mineralógica de las muestras por fracciones obtenidas por difracción de rayos x Muestras
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 ALZ-C (IM) ALZ-G (IM) A-Aby.DG (IM) A-Aby M (IM) A-Aby A (IM) ALZ-G (REV) A-Aby.DG (REV) A-Aby M (REV) A-Aby A (REV)
38 23 34 29 30 16 17 13 26 55 23 23
Mineralogía Mineralogía > 6, Q/Felpto (^) Cc Dta (^) Filos
Mineralogía Mineralogía > 6,36-0.074 Mineralogía Mineralogía <0,
32 36 38 29 35 35 37 22 31 25 33 30
27 39 25 40 31 47 42 62 39 16 40 44
< 2 < < < < < < < < < <
49 25 57 21 28 35 27 21 21 43 27 35
Q/Felpto (^) Cc Dta Filos 12 16 12 30 37 38 32 30 39 31 33 37
36 55 27 45 30 17 36 44 36 21 36 23
4 4 4 < < 12 < < < < < 5
39 18 52 19 23 35 18 21 22 26 22 20
Q/Felpto (^) Cc Dta Filos 27 30 9 54 50 36 42 35 56 59 63 60
24 14 10 29 22 17 7 18 18 9 11 16
5 33 35 < < 12 < < 5 7 5 5 Q: cuarzo; Felpaos: feldespatos; Dta: dolomita; Filos: filosilicatos
Muestras
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3
5% 35% 33%
52 44 45
42 42 42
5 14 13
% del total
Esmectitas Ilitas/ paragonitas
Clorita+ Caolinita
TABLA 4. Mineralogía de la fracción arcilla en la fracción Ô < 0,073mm
Muestras
Alcazaba Cadima Alcazaba Gidida Arrabal del Albayzín (MSM) Arrabal del Albayzín (MSA) Arrabal del Albayzín (CDG)
25.6%
37%
38
35
7%
18
15
23
13
1
1
3
4
3
6
17
12
19
10
Porosidad Agua
Porosidad Mercurio
Macrop r>2.5 ©
_Poro Dominante
TABLA 5. Porosidades obtenidas por pesada hidrostática y porosimetría de mercurio Microp r>2.5 μ
Área Superficial (gr/cm2) 0.01-10 μm
0.01-10 μm
0.5-20 μm
0.5-1 μm
0.2-2 μ
murallas
Alcazaba Cadima (ALZ-C) Alcazaba Gidida (ALZ-G)
IM IM, REV
Nivel 1 Nivel 2
cantera
TABLA 1. Identificación de las muestras
Localización Tipo de muestras
Arrabal del Albayzín A-ABY
Cerca D. Gonzalo (G) Muralla san miguel. (M) Muralla san Antonio (A)
IM y REV
(IM y REV IM y REV
Nivel 3 Suelos pardos Suelos rojos
Muestras
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3
ALZ-C(IM)
ALZ-G (IM) A-Aby.CDG (IM) A-Aby M (IM) A-Aby A(IM) ALZ-G (REV) A-Aby.DG (REV) A-Aby M (REV) A-Aby A(REV)
4- 3- 2-
3
24 x-, 21.
x-
23 x- x x x
x- 15.
x-
x x x x x
x-
x-, 6.
x-
x- x x x x
Módulo granulo métrico
Ll
TABLA 2. Clasificación de los suelos
ML CL-ML CL, CL-ML
ML
ML CL-ML CL-ML CL x x x x
GW-GM SC-SM SM (suelos rojos), SC-SM (suelos pardos) GP, GW, SP (Arco Elvira) GC, GW-GM, SC-SM SC-SM SC-SM SM, GP-GM SW, SP SW,SP SP-SM, GC-GM GW,SP-SM
Lp lp Plasticidad Tipo de suelo
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talización de la calcita sellando poros y fisuras (ver imagen p. 45), for- mando un mosaico de cristales esparíticos en crecimiento granular. Se han detectado pequeños núcleos de calcita micrítica, que originalmen- te correspondían a nódulos de cal mal apagada (óxido de calcio), y que posteriormente se han hidratado en el interior del mortero, sufriendo procesos de disolución y alguna que otra factura por retracción.
Los morteros de época nazarí son más porosos y los procesos de diso- lución del carbonato son más frecuentes, la calcita recristalizada pre- senta formas aciculares creciendo perpendicularmente en las paredes de los poros o fracturas. Estos poros y fisuras aparecen rellenos en algunos casos por cristales de yeso de alteración
El contacto de estos áridos con el aglomerante es regular, pero es fre- cuente encontrar bordes de crecimiento cristalino y procesos de reacti- vidad (intercambio catiónico), hecho que se manifiesta por un aumento de la fracturación, porosidad en los bordes de estos cristales y/o rocas, remplazamientos de calcita por dolomita y recristalización de ceolitas u otros componentes como consecuencia de la alteración de los silicatos en ambientes alcalinos.
Las pátinas exteriores desarrolladas sobre los muros, presentan la superposición de las capas observadas. Sobre la zona exterior del mortero, muy rica en cal, se desarrollan unos cristales de calcita cre- ciendo en drusa, que actúan como una capa de impermeabilización de la superficie. Sobre esta capa suele haber otra de exudación de calci- ta de aspecto microcristalino, bajo una pequeña película de un mate- rial, probablemente yeso.
A través de esta técnica se ha podido constatar la presencia de fibras de materia orgánica bien conservadas en los muros de la alcazaba Cadima, indicándonos el aporte de este tipo de material.
Análisis por microscopía
La microscopía electrónica, al ser extraordinariamente sensible, permite detectar componentes minoritarios y traza, que resultan de interés para poner de manifiesto el estado de conservación que presentan los materiales. Además, no sólo permite un estudio composicional median- te visualización y toma de fotografías, sino también un estudio morfo- lógico de estas formas de alteración.
Las sales observadas son de yeso y cloruros y se localizan en los poros. El yeso aparece en forma masiva, acicular y tabular y los cristales de cloruros (Na y Ca) con hábito cúbico (ver imagen p. 46).
Aunque las murallas se localizan en una zona alejada del casco urbano se han detectado esferas de contaminación en los revestimientos, ricas en S y Pb, más frecuentes en las murallas de época nazarí. La
0
20
40
60
80
100
% en volumen
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Radio (μ)
X Rango porosidad del los revestimientos originales
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X Mortero Ziri. Nódulos de óxido de calcio hidratados y transformado en portlandita parcialmente disueltos. Presencia de fisuras de retracción. Escala:1cm:90 _m / Foto: Esther Ontiveros
X Mortero Ziri. 10X .Recristalización de cristales de yeso en los poros. Escala: 1cm : 45_m / Foto: Esther Ontiveros
W Mortero Nazarí. Aspecto que presentan las pátinas desarrolladas sobre los revestimientos Escala: 1cm : 90_m / Foto: Esther Ontiveros
X Mortero Ziri. Cristales de calcita rellenando fisuras de retracción y poros en el mortero.Escala:1cm:90 _m / Foto: Esther Ontiveros
W Mortero Nazarí. Recristalizaciones de calcita en contacto con los áridos. Escala: 1cm : 45ìm. / Foto: Esther Ontiveros
W Mortero Nazarí. Interacción entre áridos de naturaleza calcárea (mármoles y calizas) y la cal. Escala: 1cm : 45_m / Foto: Esther Ontiveros
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tras la pérdida de su revestimiento. El agua es la causante, no solo de la disolución del cemento carbonatado, sino también de la hidratación de los geles silícico-cálcico generados por la reacción de los áridos en ambientes alcalinos. Estos componentes son muy ávidos al agua y pue- den generar presiones que favorezcan la disgregación del mortero de protección y la consiguiente destrucción de la fábrica de tapial.
Se ha observado una relación proporcional entre el aporte de cal y la calidad de los morteros. Así, los morteros que constituyen el hormi- gón de cal y el tapial real presentan más calidad que los revestimien- tos de época nazarí.
Durante el proceso de restauración de este tipo de construcciones se aconseja reponer las zonas de colapso reproduciendo las técnicas de construcción antiguas (tierra seca sometida a riego y luego api- sonada), con tierra del lugar, y revestidas con mortero de cal así como tomar las medidas adecuadas para impedir el estancamiento del agua en el interior de las fábricas.
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