35.1 MÁS INFORMACIÓN - UN PROTECTOR IRREPRENSIBLE: SILO 111

19/07/13

Un protector irreprensible: Silo 111

Nuestra atención a menudo se deja atraer por las novedades: un poco por el deseo de estar actualizados, un poco por la curiosidad de ver si el protector de última generación podrá solucionar los problemas pasados y futuros de un monumento para olvidarnos, de esta forma, de los grandes clásicos.
Ojeando los antiguos catálogos de CTS podríamos encontrar uno de estos clásicos llamado CTS 111, abandonado hacia la mitad de los años noventa para adquirir el actual y más conocido nombre de Silo 111. Se trata de un polidimetilsiloxano, perteneciente a una familia, la de los siloxanos, claro, que ha superado ya infinitos controles, si consideramos que las primeras aplicaciones se remontan a los años sesenta.
Veamos por tanto algunos puntos de fuerza y algunas limitaciones de estos materiales. Empecemos por la terminología, ya que hay cierta confusión al respecto: los siloxanos se conocen también como poliorganosiloxanos o, especificando el grupo orgánico unido a la cadena, alquilsiloxanos o arilsiloxanos, y a veces también, erróneamente, silanos. El silicio y el oxígeno se alternan formando el esqueleto del polímero, y el silicio puede ocupar los dos enlaces libres con grupos alquílicos todos iguales como el poli-metil-siloxano del ejemplo (ver imagen nº1), o también diferentes entre sí, como el poli-metil-fenil-siloxano).

En el más sencillo de los alquilsiloxanos, el polimetilsiloxano, los pequeños grupos metílicos -CH3, no impiden la rotación de la molécula alrededor de los enlaces Si-O, por lo tanto estas cadenas siguen siendo flexibles no sólo a temperatura ambiente, sino también a bajas temperaturas: de hecho su Tg es de -123°C. Las propiedades están afectadas, además de por los grupos sustituyentes, también por la longitud de la cadena: si los átomos de silicio son menos de 10, los siloxanos ya no son polímeros, sino más bien oligómeros (pequeños polímeros), y son líquidos a temperatura ambiente, de lo contrario asumen una textura cerosa.

Para definir con exactitud el Silo 111 hablamos de un polimetilsiloxano oligómero reactivo.
El Silo 111, de hecho, con respecto a los polimetilsiloxanos de peso molecular elevado, que garantizan repelencia al agua después de la simple evaporación del disolvente, pero no son capaces de penetrar en los poros de la piedra, actúa en dos fases:

       1.    Evaporación del disolvente (necesario para que el producto penetre hasta el fondo)
       2.    Reacción de enganche de los grupos terminales etoxi a la piedra, con eliminación de pequeñas cantidades de alcohol etílico.

El resultado es una penetración profunda, y una mayor estabilidad del producto al envejecimiento. Independientemente del tipo de sustituyente y del hecho de hablar de polímeros o de oligómeros, los siloxanos se han ido afirmando como hidrorepelentes por sus propiedades características:
·     -  Proporcionan una elevada repelencia al agua con una alteración de la permeabilidad mínima, a menudo imperceptible a simple vista;
·     -  Son incoloros y, en general, no alteran la tonalidad de la piedra (sólo ligeras variaciones si el producto se aplica en exceso);
·     -  Son estables a la irradiación y a los agentes meteorológicos en general; de hecho, los parámetros químico físicos recopilados para zonas expuestas de diferentes modos tienen unas evoluciones análogas;
·     -  No presentan problemas de toxicidad.

Los siloxanos tienen también sus puntos débiles, y uno de ellos es la limitada durabilidad en presencia de anhídrido sulfuroso. Algunos autores, estudiando películas de siloxanos [1], han detectado los efectos devastadores del anhídrido sulfuroso SO2, que produce una verdadera perforación de la película y, en el caso de películas muy finas, esto puede llevar incluso hasta la pulverización de las mismas. Este efecto puede ser en parte el responsable de una escasa duración de los efectos protectores de los siloxanos en zonas muy contaminadas, especialmente en áreas industriales.
No obstante, se pone el acento en el hecho de que la aplicación de protectores (y también consolidantes), a base de silicio reduce el nivel de deposición de SO2 con respecto a la piedra sin tratar [2].
Un estudio mirado [3] ha comparado el Paraloid B-72 con el Silo 111, aplicados en muestras de mármol pentélico posteriormente sometidos a envejecimiento acelerado en un entorno de SO2: es interesante notar en la tabla abajo que la absorción de SO2 depende de la temperatura: a 40°C el Paraloid alcanza la misma adsorción de la muestra sin tratar, mientras que con el Silo 111 la cantidad es ya la mitad. Sin embargo es a 80°C (temperatura que se puede alcanzar en verano bajo irradiación directa), cuando la diferencia de valores llega a ser impresionante: las superficies tratadas con Silo 111 adsorben aproximadamente 1/50 con respecto a las superficies no tratadas, y aproximadamente 1/5 con respecto a las tratadas con Paraloid B-72.

          Temperatura (°C)               
Cantidad total de SO2 adsorbida  (μmol/g)
                                                     Sin tratar          Silo 111       Paraloid B-72
                               40                   1,401                0,603                1,383
                               80                    23,593             0,429                2,183

Además del estudio mencionado, el Silo 111 en el transcurso de los años ha sido objeto de muchos más estudios y valoraciones de su eficacia en el tiempo: mencionamos sólo algunos.

Aplicación de protectores en piedras tufáceas
[4] El Silo 111 garantiza las mejores prestaciones en términos de variación de porosidad, reducción de permeabilidad y resistencia a la abrasión, además de no alterar el color de la toba.


Protección de los paramentos del Palacio de San Esteban, Murcia
  [5] Se valoraron en una comparación el Silo 111, el Estel 1100 (silicato de etilo+ siloxanos), y un repelente al agua polisiloxánico no identificado. Según lo indicado por los autores los 3 tratamientos consiguen resultados similares, sin embargo los que llevan Estel y Silo 111 son tiene los que tienen con el mínimo impacto cromático.
 

Asociación de Silo 111 con biocidas
[6] Para intentar mejorar la resistencia a la biodegradación se han valorado los comportamientos de 4 consolidantes/protectores asociados a varios biocidas, y aplicados a dos tipologías de piedra y a un revoque. Recordamos que ya es conocida la sensibilidad de los siloxanos a los microorganismos, especialmente en presencia de altos niveles de humedad y fuertes posibilidades de inóculo; en este sentido nos remitimos al reciente artículo del (Boletín CTS 32.1, “Polímeros slow food”).
 

El caso de las iglesias barrocas de Lecce
(ver imagen nº2) [7] Un equipo de investigadores del CNR ha llevado a cabo una monitorización de las condiciones de las superficies de algunas iglesias sometidas a restauración en los años noventa. Todas las fachadas son de piedra de Lecce, especialmente porosa y absorbente, y en todas se han llevado a cabo consolidaciones con silicato de etilo (Estel, Wacker OH, RC70), y tratamientos con polisiloxanos (Silo 111 o Silirain 50), o con tratamientos combinados (Estel 1100 o RC80/90).


Al final de los monitoreos los autores afirman que los hidrorepelentes que se llevan aplicando desde hace más de diez años son todavía capaces de reducir la absorción de agua por parte de las superficies tratadas”. Para proporcionar unos datos, los valores conseguidos en la fachada de la iglesia de San Matteo (ver imagen nº3), tratada en 1993, eran de 27-28 mg/cm2.min, tanto en 2003 como en 2004, con respecto a las absorciones típicas de la piedra de Lecce, generalmente superiores a 100.
El aspecto del Duomo de Lecce en 2004.  En 1991 se trató en parte con Estel 1000 y Silo 111, en parte con Estel 1100.    

La conclusión es que el Silo 111 ha demostrado ser estable en el tiempo, sin la aparición de variaciones cromáticas perceptibles, fácil da aplicar y versátil, por su compatibilidad con todos los substratos; consideradas todas estas propiedades queda claro porque este producto haya tenido tanto éxito en estas últimas décadas.  

Bibliografía

1.    Mavrov G.; “Aging of silicone resins”, Studies in Conservation 28 (1983), 171-178.
2.    Elfving P., Johansson L.G., Lindqvist O.; “A study of the sulphatation of silane treated sandstone and limestone in a sulphur dioxide atmosphere” Studies in Conservation 39, (1994), 199-209.
3.    Kapolos J., Bakaoukas N., Koliadima A., Karaiskakis G.; “Evaluation of acrylic polymeric resin and small siloxane molecule for protecting cultural heritage monuments against sulfur dioxide corrosion”. Progress in Organic Coatings 59, (2007), 115-159.
4.    Dell’Agli G., Ferone C., Mascolo G.; “Durability of tufaceous stones treated with protection and consolidation products”, 9th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Venezia, (Giugno 2000)
5.    Arana,R.; Mancheno, M.A.;Hernandez J.M.; “Estudio de la proprietades físicas de unas muestras de roca de construccion del conjunto Palacio de San Esteban, Murcia”, in Estudio del estado de deterioro del conjunto Arquitectonico de San Esteban, (2000).
6.    Pinna D., Salvadori B., Galeotti M.; “Monitoring the performance of innovative and traditional biocides mixed with consolidants and water-repellents for the prevention of biological growth on stone” Science of The Total Environment, Volume 423, 15 April 2012, Pages 132–141. 7.    Calia A, Laurenzi Tabasso M., Lettieri M.T., Mecchi A.M., Quarta G.; “Una metodologia per il monitoraggio sostenibile dei trattamenti effettuati sui monumenti in pietra” Arkos 13 (2006).

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