Euri azidoaren eragina harrizko monumentuetan

Antzinako monumentu asko kalte handiagoak jasan dituzte azken urteotan milaka urtetan baino euri azidoaren ondorioz.

Euri azidoaren fenomenoa eta ondorioak, gero eta garrantzi handiagoa hartzen ari dira azken urteotan. Poluzio-maila handitzen ari den neurrian, arazo konplexu honek ondorio kontrolaezinak edo kontrolagaitzak dakartza gure mundura, askotan itzulgarriak badira ere. Irtenbide errazik ez dago, baina beharrezkoa eta premiazkoa da zerbait egitea beranduegi izan baino lehen, edo, zoritxarrez, berandu samar bada ere.

Askotan hitz egin eta idatzi izan da euri azidoak naturan (basoetan, ...) egiten duen kalteari buruz. Oraingo honetan, eragin bitxi batez hitz egingo dugu: harrizko monumentuei egiten zaienari buruz alegia, zenbait adibide erakusgarri aipatuz. Baina lehenik, euri azidoa zertan datzan ikus dezagun.

Zer da euri azidoa?

Atmosferan dagoen CO₂-a dela eta, euria berez zertxobait azidoa da. CO₂ edo karbono(IV) oxidoaren iturriak naturalak eta antropogenikoak dira (materia organikoaren degradazioa, konbustioa, ...). Uretan disolbatzen denean, honako erreakzioa gertatzen da:

Sorturiko azido karbonikoagatik, euri naturalaren pH-a 5,6koa da gutxi gorabehera (pH = - log [H+]).

Bestalde, industria eta hiriguneetan batez ere, beste zenbait gas azido ere sortzen da, sufre- eta nitrogeno-oxidoak garrantzitsuenak direlarik; hauetatik SO₂-a (sufre(IV) oxidoa) eta NO_x-ak (nitrogeno(IV) eta (II) oxidoak) dira poluitzaile handienak. SO₂-aren iturri naturala SH₂-aren oxidazioa da (SH₂-ak iturri biogenikoa du), eta iturri antropogenikoa konbustioa da batez ere, bi iturrien garrantzia berdintsua izanik. NO_x oxidoei dagokienez, iturri naturala badute ere iturri antropogenikoa da garrantzitsuena (konbustioa batipat).

Sufre(IV) oxidoa (SO₂), sufre(VI) oxidora (SO₃) oxida daiteke; erreakzio hau airean dagoen oxigeno eta ozonoari esker gertatzen da, eta airearen poluitzaile-partikuletan dagoen zenbait substantzia metalikok katalizatua izaten da. Sufre trioxidoa (edo sufre(VI) oxidoa) uretan disolbatzen denez, azido sulfuriko bihur daiteke, honako erreakzioa dela medio:

Euriaren pH-a SO₃-aren kontzentrazioaren araberakoa da (alderantziz proportzionala), eta batez ere trafiko handiko hiriguneetan, eta industriguneetan sortzen da, lehenago aipatu den bezala. Euria ari duela airearen pH-a aldatu egiten da. Hasieran, SO₃-aren kontzentrazioa maximoa da (pH baxuena). pH=3 balioa neurtu ahal izan da, eta horrek euri normalarekin konparatuz protoien kontzentrazioa %100 handitzen dela esan nahi du.

Erreakzio berdintsuak idatz daitezke nitrogeno-oxidoetarako, baina geroago azalduko denez, harrizko monumentuetan eragin handiena duena H₂SO₄-a da.

Sarrera hau bukatzeko, deposizio azidoaren arazoa ez dela eurian bakarrik azaltzen esan daiteke. Gaur egun bi atal bereizten dira: alde batetik, deposizio lehorra, hau da, partikulak eta gasak (aerosolak, metalak, SO₄, SO₂, ...) eta bestalde deposizio hezea, non euriaz gain elurra, ihintza, lainoa eta kazkabarra ere sar daitezkeen. Azken hauen eragina ez da makala; lainoetan pH = 1 neurtu ahal izan bait da.

Zein materialez eraiki izan dira monumentuak?

Londres-eko lainoa euri azidoa zenez kalte handiak eragin zituen bertako monumentuetan.

Gehienetan erabili ohi diren harriak hauexek dira: marmola, kararria, harearria eta granitoa.

Marmola, kaltzitazko kristaltxoez osaturiko kararrizko harri bat da; kaltzita, termodinamikoki egonkorra den forma minerala da. Marmola harri metamorfikoa da; tenperatura eta presio handietan birkristaltze-prozesu bat jasaten du harri sedimentario (kararri izenekoa) bihurtuz. Kimikoki, marmola eta kararria berdinak dira, baina morfologikoki kristalen neurrian eta porotasunean desberdintzen dira. Kararriaren kristaltxoak txikiagoak direnez, harri hau marmola biano porotsuagoa da.

Harearria, monumentuetan baino gehiago edifizioak eraikitzeko erabili ohi da. Harri hau, hare alez osaturiko harri sedimentarioa da. Hare ale hauen sedimentazioa kuartzo ala kararrizko harri eran gerta daiteke.

Granitoa hiru mineralez osaturik dago batez ere: kuartzo, mika eta feldespatoaz. Granitoaren aleak oro har handi samarrak dira, eta bere porotasuna oso txikia denez, material hau sarritan erabiltzen da edifizioen beheko aldeak hezetasunetik babesteko.

Euri azidoaren eragina harrietan

Euri azidoaren eraginez errazen kaltetzen diren monumentuak kararrizkoak dira: marmola, kararria, eta kararrizko harearria. Euri azidoak ez die harearri puruei eta granitoei erasotzen.

Kararrizko harri baten eta euri azidoaren arteko erreakzioa era sinplifikatu honetan adieraz daiteke:

Kaltzitaren disoluzioa kontrolatzen duten mekanismoak zenbait baldintzen menpe daude: pH-aren, fluxu hidrodinamikoaren, etab.en menpe. Gai honetan, pH-aren tarte interesgarriena 4-6 da, garraioz eta gainazal-zinetikaz kontrolatua izanik.

Ezaugarri bat azpimarratu behar da: kaltzio karbonatoaren disoluzio kimikoaren eraginez sorturiko kaltea, gainazal-fenomenoa da batez ere. Hau dela eta, gainazaletan landutako erliebeak izugarri hondatuak gera daitezke gainazaleko disoluzioaz, marmolaren azpiko egitura kaltetzen ez delarik.

Monumentuen hondamenaren arazoa ez datza kaltzitaren disoluzioan bakarrik. Aurreko ekuazioan ikus daitekeenez, harrietako kaltzio karbonatoak erreakzionatu egiten du kaltzio sulfatoa agertuz. Konposatu hau kristaliza daiteke gatz-dihidrato moduan: CaSO₄. 2 H₂O (igeltsoa). Igeltsoa uretan nahikoa disolbagarria da. Beraz, ur-fluxu zuzenik ez daukaten eta erreakzionatu duten gainazaletan bakarrik metatzen da.

Horregatik, kararrizko edifizioek eta marmolezko estatuek igeltso-geruza bat dute euritik babestutako lekuetan. Kutsatutako airearen eraginez (hautsa, ikatz-partikulak, ...), igeltso-geruza hau belztu egiten da. Ingurune honetan urteak pasatu ondoren, kararrizko harriek itxura zuri-beltz nabarmena azaltzen dute; zuria, euriak igeltsoa erregularki garbitzen duen lekuetan, eta beltza euriak garbitu ezin duen lekuetan, non igeltso-geruza ilunak deposizio lehorra itsatsi duen.

Lehenago aipatu den bezala, euri azidoak harearrizko eta granitozko gainazaletan ez du erreakzionatzen. Hala ere, deposizio lehorra itsasten da kolore beltz uniformea sorteraziz.

Gure herriko monumentuak ere euri azidoaren arriskuan daude, kostaldekoak batez ere. Donostiako San Telmo museoa.

Sulfato- eta nitrato-gatz disolbagarriak (euri azidoa eta kararrizko harrien arteko erreakzioan sortuak), euri-ur berean disolbatzen dira. Disoluzio hau harriak xurgatzen du mekanismo kapilare baten bidez. Harria lehortzen denean gatz horiek kristaldu egiten dira sistema porotsu horretan. Prozesu honetan sorturiko presioa nahikoa da harriaren matrizea mekanikoki apurtzeko. Beraz, harri baten porotasunak barnera daitekeen disoluzio-kantitatea kontrolatzen du, eta azken finean harriaren iraupen-denbora ere bai. Ekintza mekaniko honek eragindako kaltea, harriaren disoluzio kimiko hutsarena baino serioagoa izan daiteke.

Zenbait adibide

Schenectady-ko (N.Y.) udaletxea, edifizio historikoa, 1930. urtean eraiki zen Vermont-eko marmolik onena erabiliz (Italiako Carrara-ko marmolaren parekoa da). Ia erori egin da euri azidoaren eraginez. Edifizioaren egitura ahuldu egin da, marmola igeltso bihurtzearen ondorioz.

Pekin-en (Txinan), badaude inperioaren historia kontatzen duten 500 urteko marmolezko monumentuak. Orain dela 40 urtera arte, inskripzioak irakur zitezkeen eta gaur egun ezin dira irakurri. Horrek, kaltea batez ere azken urte hauetan egin dela esan nahi du.

Erroman dauden Marcus Aurelius eta Traianus enperadore erromatarren marmolezko zutabeetan fenomeno bitxia ikus daiteke, lehenago aipatu denez. Zutabeetan espiralki landutako baxuerliebeek, enperadore hauen konkistak errepresentatzen dituzte. Zenbait lekutan, zutabe hauek zuzenki jasaten dute beren gainean euri-uraren fluxua eta azaldutako kaltea izugarri aldatzen da marmolaren disoluzio kimikoa kontrolatzen duten faktoreen arabera. Beste lekuetan, inguruko edifizioen babesa dela eta, gainazalak egoera onean irauten du, nahiz eta zutabea 1800 urte lehenago eraikia izan.

Ondorioak

Kararrizko harrien hondamena, batez ere bi mekanismoren bidez gertatzen da.

1. Kaltzitaren disoluzio kimikoaz
2. Disoluzioan sorturiko gatz disolbagarriak harriaren poroetan birkristaltzerakoan sorturiko kalte mekanikoaz.

Lehenengo mekanismoa garrantzitsua da eskulturatan gainazaleko xehetasunak zaindu nahi direnean. Bigarren mekanismoak, aldiz, harriaren hondamen estrukturalean eragin handia izan dezake. Zaila da mekanismo bakoitzaren eragina estatua edo monumentu baten hondamenean bereiztea.