12 enero, 2013

Biomineralización bacteriana para conservar la piedra.


Tengo la magnífica suerte de vivir en una ciudad histórica como pocas donde los edificios históricos se mezclan con el asfalto y los jardines, donde el agua falta muy pocas veces y donde pasear por casi cualquier calle puede ser una delicia para la los sentidos.

-       ¡Roma!

-¿Roma? ¡Anda cállate bonito y no digas estupideces!, Hablo de Granada.
Para los pocos que no se lo crean o piensen que como buen andaluz exagero… os pongo unas fotos.

Plaza de Toros de Granada
Vista del Albayzín desde la Alhambra
Puerta de Elvira
Puerta  Real y esquina del Hotel Victoria
Jardines del triunfo junto al bulevar de la calle Constitución

Ya no pongo más para que no babeéis mucho. Os he puesto lo que nadie se para a mirar, porque sería muy fácil poner un par de fotos de la Alhambra pero eso lo tenéis solo con poner Granada en Google.

Si os fijáis, mucha de la edificación granadina está basada en la piedra ya sea esculpida, conglomerada o a base de ladrillos. Es la arcilla la que da el color rojo tan característico a las murallas de la antigua ciudad Nazarí. Pero como todos sabéis, la fortaleza roja fue abandonada hace ya 500 años por el último rey de Granada Boabdil (El chico). 

Las piedras que escucharon árabe han vivido mucho, los suelos por los que paseara Muley Hacen han visto llover abundante y como por todo, el tiempo pasa inexorable e impasible. 
A pesar de ser mucho lo destruido durante los tiempos de guerra y del tiempo transcurrido, también es mucho lo que se mantiene y se cuida, pero no todos los métodos resultan ser igual de efectivos. Por eso hoy os quiero hablar de una serie de actuaciones que podrían ser la solución para impedir el deterioro de la piedra que forma parte de esculturas y monumentos.

Algunos de los tratamientos tradicionales para la conservación de la piedra no han resultado ser de utilidad debido a la incompatibilidad del tratamiento con la piedra, incluso en algunos casos, el daño se ha visto acelerado por culpa de ese tratamiento.

Columna de Calcarenita en el Hospital Real de Granada, España. Alteración de la piedra después de un tratamiento de consolidación con cemento.

Precisamente por eso se intenta en la actualidad recurrir a otro tipo de materiales de tipo carbonatos producidos, a poder ser, por seres vivos como las bacterias. Es posible utilizar bacterias que producen biomineralización externa, es decir, producen una matriz mineral alrededor de las células. La capacidad de las bacterias de cambiar la química de su alrededor gracias a sus metabolitos, junto con la estructura en cuestión, puede provocar una cristalización y precipitación mineral alrededor de la piedra a recuperar que, en ausencia de la bacteria no se podría dar. Algunos de los minerales que las bacterias pueden producir son el oxalato cálcico, silicatos, calcita y apatita entre otros.

En muchos casos no se trata tanto de recuperar la piedra sino más bien de proteger y prevenir el deterioro por otros agentes tanto físicos, químicos o biológicos.

La capa de carbonatos que se forma alrededor de la roca 1) reduce la permeabilidad al agua mientras que permite la transpiración y el intercambio de gases, 2) produce cierto grado de cimentación de partículas minerales confiriendo gran resistencia a la superficie. Por otro lado, estos procesos de conservación deben mantener la porosidad de la piedra así como el color original del conjunto arquitectónico. En este sentido se han hecho algunos buenos avances (Rodriguez-Navarro et al. 2003) en el tratamiento de la calcarenita con cultivos de Myxococcus xanthus, que no alteran el color ni la porosidad de la piedra original pero si producen una capa protectora de cristales de calcita.

Mármol de Macael (Almería, España), sin tratamiento con Myxococcus (A) y con tratamiento (B) según el protocolo de Rodriguez-Navarro. Se puede observar en la parte de abajo como se han formado cristales de calcita compactos y bien distribuidos en el sustrato.
La propuesta no pasaría tanto por aplicar inóculos de bacterias a los monumentos (que seguro que vende poco en el mundo del arte y la arquitectura) sino más bien el tratamiento de medios de cultivo que promuevan el crecimiento de bacterias que producen la precipitación del CaCO3 a la vez que evitan el crecimiento de microbiota indeseada.

Ya existe alguna patente en Francia para la aplicación de Bacillus cereus en la piedra (Patente nº 90400G97.0 de Adolphe et al. 1990 y la patente nº9505861 de Castanier et al. 1995). El producto se llama CALCITE y se han hecho tratamientos de este tipo en la iglesia de Saint Mèdard y en los muros de castillo Champs-sur-Marne, ambos del siglo 12 consiguiendo que, sin alterar el color original, consiguiendo que se reduzca la rugosidad de la piedra con una capa de unas pocas micras de calcita, se redujo la permeabilidad al agua sin alterar los parámetros de biotropismo y observándose un decrecimiento de las poblaciones de bacterias y hongos que alteran la roca por culpa de su pH.

En Granada, los grupos de Rodriguez-Navarro (2003) y Jimenez-Lopez (2007) han conseguido mejorar los resultados obtenidos en Francia consiguiendo capas coherentes de cemento de carbonato de hasta 1 mm sin alterar la porosidad de la piedra ni el color. En este caso se opta por la aplicación de medios que promuevan el crecimiento natural de las poblaciones de microorganismos capaces de precipitar el carbonato cálcico sin la necesidad de aplicar inóculo alguno.
Hay propuestas más o menos exóticas para realizar una serie de ciclos que en esencia formen primero un biofilm con capacidad de reducir urea en la roca y luego propicien la precipitación de los carbonatos gracias a bacterias del género Bacillus como B. sphaericus (Dick et al. 2006).

Bacillus sphaericus
Se han desarrollado proyectos europeos como el BIOBRUSH (2002-2005) con la intención de recolectar y catalogar muestras de bacterias y rocas que puedan servir al avance de estudios de este tipo, así como el propio estudio de los procesos de biodegradación y biomineralización de rocas pertenecientes a edificios históricos. O bien el proyecto BIOREINFORCE (2001-2004) con el objetivo de evaluar y validar los métodos de biomineralización llevamos a cabo en diversos lugares.

Aún queda mucho trabajo por hacer en este sentido pero lo poco que se ha hecho parece abrir toda una puerta a la conservación de monumentos históricos. Mantener sus piedras fuertes y en buen estado junto con el resto de actuaciones para conservar frescos y pinturas posibilitará que el arte de los más antiguos pueda llegar a las gentes del futuro. Este es uno ejemplo más de lo que la ciencia puede hacer por la sociedad, el arte y la cultura en general.

Así, con las piedras intactas, podremos contar a nuestros hijos que Boabdil nació en la Alhambra, hijo de Muley Hacén (uno de los picos de Sierra Nevada se llama Mulhacen) y la sultana Aixa, se sublevó en Guadix contra su padre en 1482 y accedió al trono gracias al apoyo de los Abencerrajes y de su propia madre. Combatió a su padre y a su tío, quienes también se consideraban legítimos reyes de Granada. Durante la batalla de Martín González, en el término municipal de Lucena, fue apresado por los Reyes Católicos. La acción del Zagal llevó a a la finalización de la guerra el 2 de Enero de 1492 con la toma de Granada por parte de los Reyes Católicos. 

La sultana Aixa dijo a su hijo las palabras más duras que una madre puede decir a su hijo en el mismo monte del suspiro del moro:

“Llora como mujer lo que no supiste defender como hombre”

 Boabdil entrega las llaves de Granada a los Reyes Católicos. Detalle de La Rendición de Granada de Francisco Pradilla (1882)

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  • COALITION No. 15, January 2008 BACTERIAL BIOMINERALIZATION APPLIED TO THE PROTECTION-CONSOLIDATION OF ORNAMENTAL STONE: CURRENT DEVELOPMENT AND PERSPECTIVES. María Teresa González-Muñoz Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, Spain

8 comentarios:

  1. ¡Felicidades crack!

    Muy buen post. Sin duda es muy interesante ver como pueden diseñarse estrategias para el cuidado y restauración del patrimonio cultural basadas en aspectos bioquímicos y químicos.

    Y sobre Granada, he estado en dos ocasiones y me ha enamorado en ambas.

    Un abrazo fenómeno :)

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  2. Lástima que Wallace no sea de Granada ;)
    Qué interesante!!!

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  3. Interesante nota sobre cómo evitar la corrosión biológica. Saludos.

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  4. Muchas gracias a todos por los comentarios. Me alegro de que os haya gustado. La verdad es que si se ponen a punto algunas de las técnicas que se están estudiando puede ser un gran avance en la conservación de monumentos históricos de piedra.

    Si Wallace fuera de Granada, no habría hecho nada de provecho en la vida porque se la habría pasado viviendo bien y de tapas jejejee.

    Bienvenido Kurt, me alegro de que te guste.

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  5. Muy bien explicado el tema Oskar y muy buen enfoque, me ha gustado mucho...TE FELICITO!!

    Soy Fadwa Jroundi una de los investigadores de la Universidad de Granada que llevan este proyecto de biomineralización con María Teresa González Muñoz.

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    1. Hola Fadwa,
      Que honor verte por aquí y que lujo que me felicites por la entrada. Yo soy un absoluto profano en este tema y me alegra haber podido capturar la esencia de la investigación.

      Me alegra mucho sabe que este tipo de estudios sigue adelante, estaré atento a próximas publicaciones, y sino, avísame.. que a uno ya le cuesta trabajo estar al día de todo. Saludos a María Teresa, una gran docente y profesional que conozco de haber recibido clases con ella en Microbiología Industrial de Bioquímica.

      Un abrazo y gracias por comentar.

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  6. Muy buena reseña, talvez sabes un Link donde pueda encontrar el trabajo de Navarro completo???

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    1. Muchas gracias por tu comentario,

      Aquí puedes descargarte el PDF del artículo o tener acceso al menos al resumen. http://jsedres.sepmonline.org/content/74/6/868.short

      Un abrazo.

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