Un equipo de investigación liderado por el profesor Ma Xiao de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado un novedoso material de inyección basado en silicato de calcio, inspirado en las técnicas del antiguo hormigón romano. Este material, económico y altamente duradero, está destinado a la conservación de las grutas, según un estudio publicado en la revista Advanced Science.
Las reliquias rocosas son archivos vitales de la historia humana. Los templos gruta de China, como las Caves de Mogao en Dunhuang y las Grutas Beishan de los Tallados de Dazu, integran arquitectura, escultura y arte mural en tesoros de gran escala de la civilización china. Sin embargo, siglos de erosión natural han dejado a muchas de estas grutas vulnerables a daños diversos, como grietas en las paredes e infiltraciones de agua.
En el sur de China, el clima cálido y húmedo agrava la situación, ya que la infiltración de agua a través de las grietas no solo compromete la estabilidad estructural de las grutas, sino que también provoca un deterioro adicional, que incluye el desgaste de la superficie, la cristalización de sales y la erosión biológica.
Desarrollo de un material de inyección innovador
Uno de los principales retos en la lucha contra la infiltración de agua en las grutas radica en el uso de materiales de inyección para sellar las grietas. Los materiales ideales deben poseer una resistencia mecánica adecuada, buena permeabilidad al vapor y alta durabilidad. Sin embargo, los materiales convencionales, como las resinas orgánicas y los compuestos a base de cemento, a menudo no cumplen con las necesidades especiales de la preservación de los bienes culturales, ya que pueden resultar incompatibles o causar daños secundarios.
Para encontrar un material de inyección adecuado, el equipo combinó experimentos con simulaciones de dinámica molecular, investigando cómo interactúa el silicato de calcio hidratado (C–S–H) con minerales clave como el cuarzo, la albita y la calcita en la arenisca Beishan de los Tallados de Dazu. Su trabajo reveló el papel crítico de los enlaces de hidrógeno en la adhesión interfacial y la sinergia entre el entrelazamiento mecánico y el enlace químico, proporcionando una base teórica para la optimización del material.
Partiendo de este descubrimiento, el equipo sintetizó un gel de C–S–H estructurado en red a temperatura ambiente. Mediante la optimización de parámetros como la relación Ca/Si, la relación agua/ligante, la relación ligante/agregados y la dosis de superplastificante de policarboxilato, lograron mejorar significativamente el rendimiento general del material de inyección. Esta formulación optimizada se presenta ahora como un candidato ideal para abordar los problemas de infiltración de agua en los Tallados de Dazu.
A través de un enfoque integrado que abarca el diseño, la síntesis, la caracterización y el análisis de interfaces de materiales, este trabajo ha desarrollado un marco de investigación dirigido a la conservación de materiales protectores, estableciendo un paradigma para la conservación de templos gruta y otro patrimonio cultural de piedra.
