Estudio de materiales y estado de conservación de la muralla Real y vestigios de la Puerta Califal

12.1. Introducción

El presente trabajo se realizó en el año 2010 a petición de la Consejería de Educación, Cultura y Mujer de la Ciudad Autónoma de Ceuta dentro del marco de colaboración con la Junta de Andalucía en el que se trasladan diversas propuestas de participación en los estudios a llevar a cabo sobre la materialidad del inmueble, su estado de conservación y propuestas para su puesta en valor, y que sean de interés en la ejecución del proyecto de intervención para la consolidación, restauración y adecuación a la visita pública de la cubierta de las Murallas Reales y de los vestigios arqueológicos en el ámbito de la llamada Puerta Califal de Ceuta.

Concretamente se recogen los resultados de los estudios de caracterización de una selección de materiales, de distintas cronologías, que conforman el conjunto (morteros, tapial, y piedra), de su estado de conservación y las posibles causas de alteración. Para ello se ha realizado un estudio mineralógico, petrográfico y químico de las muestras extraídas en la visita realizada el pasado 19 de Abril de 2010. Así mismo se incorporaron una serie de recomendaciones para el proyecto de intervención.

12.2. Materiales y técnicas de análisis

En la tabla 1 se recoge la descripción de las muestras estudiadas y su probable datación (siglos). En la Fig. 1 y tabla 2 aparecen la localización de las muestras y las cotas relativas de las que se extrajo cada una. En las Figs. 2 a 13 aparecen las fotos de extracción de las muestras.

Tabla 1. Descripción de las muestras, datación y técnicas empleadas

Tabla 2. Estancias y cotas relativas de las muestras estudiadas.

Fig. 1. Localización en el recinto de las muestras extraídas.

Tabla 4. Análisis Químico Cuantitativo mediante FRX (%). Elementos Mayoritarios.

Fig. 2. Imágenes de las muestras extraídas

Las Técnicas de Análisis empleadas en el estudio han sido la Difracción de Rayos X (DRX) que permite la identificación de los compuestos cristalinos (minerales) presentes en la muestra en estudio triturando la muestra hasta obtener un polvo muy fino sobre el que se hace incidir un haz de rayos X. En el estudio se ha empleado un Difractómetro BRUKER perteneciente al Laboratorio de Rayos X del CITIUS de Sevilla. Otra técnica usada ha sido la Fluorescencia de Rayos X que permite realizar un análisis químico elemental, utilizando la emisión secundaria o fluorescente de radiación X que se genera al excitar una muestra con una fuente emisora de rayos X. y hacer un análisis cuantitativo de los elementos químicos existentes en la muestra. En el estudio se ha empleado un equipo marca Panalytical modelo AXIOS perteneciente al Laboratorio de Rayos X del CITIUS de Sevilla. Por último, también se ha realizado un estudio mediante Microscopia Óptica de Polarización, que permite identificar minerales mayoritarios y minoritarios mediante sus propiedades ópticas, y además se puede realizar un estudio petrográfico textural, analizando en detalle la naturaleza de los elementos que constituyen los materiales, las formas y tamaños (absolutos y relativos) de dichos elementos, las relaciones mutuas entre ellos y sus abundancias relativas En el estudio se ha empleado un microscopio petrográfico LEICA DMLP, con objetivos de 2,5x, 5x, 10x, 20x y 63x y una videocámara para la captura de imágenes. Por último, también se ha realizado un estudio mediante Microscopia Óptica de Polarización, que permite identificar minerales mayoritarios y minoritarios mediante sus propiedades ópticas, y además se puede realizar un estudio petrográfico textural, analizando en detalle la naturaleza de los elementos que constituyen los materiales, las formas y tamaños (absolutos y relativos) de dichos elementos, las relaciones mutuas entre ellos y sus abundancias relativas. En el estudio se ha empleado un microscopio petrográfico LEICA DMLP, con objetivos de 2,5x, 5x, 10x, 20x y 63x y una videocámara para la captura de imágenes.

12.3. Resultados

12.3.1. Difracción de Rayos X (DRX)

Los resultados obtenidos con esta técnica aparecen en la tabla 3. Con esta técnica, es difícil confirmar, con absoluta certeza, la presencia de minerales que se encuentren en proporciones inferiores al 5%, al no ser que se contraste con otras técnicas de análisis. Se ha realizado una estimación semicuantitativa de la proporción de cada mineral expresada de la siguiente forma:

xxx: muy abundante (>30%)

xx: abundante (15-30%).

x: poco abundante (5-15%).

o: indicios(<5%). Reflexiones débiles.

Los minerales identificados en la mayoría de las muestras han sido:

Cuarzo: SiO2

Calcita: CaCO3

Dolomita: CaMg(CO3)2

Feldespatos: Silicatos Alumínicos de Na y Ca.

Micas: Filosilicatos alumínicos de K, Mg, y Fe

Cloritas: Filosilicatos alumínicos de Fe y Mg

Yeso: SO4Ca2.2H2O

Hem (Hematites): Fe2O3

Como se observa, todas las muestras se caracterizan por tener composición mayoritaria de calcita y de cuarzo, en proporciones variables en función de la muestra. La muestra de piedra (PCC6), se compone casi exclusivamente de calcita, con una pequeña proporción de cuarzo, e indicios de yeso, que probablemente sea intrínseco a la piedra.

De las muestras de morteros y revestimientos, destaca la muestra PCC13 por componerse casi exclusivamente de calcita, con indicios de cuarzo y dolomita, lo que indica que se trata de un estucado de cal con muy escaso árido.

Tabla 3. Resultados de Análisis Mineralógico mediante DRX (%)

El resto de muestras de morteros se caracterizan por presentar fundamentalmente calcita y cuarzo como mayoritarios, en los que la variabilidad en sus proporciones no se relaciona expresamente con cronologías específicas. De forma poco abundante, o como indicios, aparecen otros minerales como micas, cloritas y feldespatos, que están asociados, como se verá posteriormente en microscopía, con la mineralogía de los fragmentos de rocas locales, que aparecen en estos morteros como áridos, junto al cuarzo.

En algunas muestras aparecen contenidos significativos en dolomita, que se puede asociar, bien a la cal, que pueda ser parcialmente dolomítica, o bien podrían pertenecer a fragmentos de dolomías como parte del árido.

De igual modo, es significativa la presencia de yeso en algunas muestras, que formará parte del aglomerante del mortero junto a la cal; esto es de destacar en las muestras PCC4 y PCC7.

Se debe mencionar que las muestras de mortero del Siglo X, salvo la del estuco de la Puerta Califal, que por razones obvias es mucho más rico en cal, son las únicas muestras en las que si parece haber bastante uniformidad en su composición, presentando un elevado contenido en árido de cuarzo y de cal, más o menos por igual, y el resto de minerales de estas muestras aparecen como indicios en todos los casos.

12.3.2. Fluorescencia de Rayos X (FRX)

En la tabla 4 se recogen los resultados de los elementos mayoritarios comunes expresados en forma de óxidos y su porcentaje en peso respecto al total de la muestra. En la tabla 5 aparecen los elementos minoritarios o trazas que aparecen en las muestras, expresando su proporción en partes por millón (ppm).

Como se observa, los resultados de los análisis químicos están en concordancia con los obtenidos mediante difracción de rayos X. Predominan los contenidos en Ca y Si, correspondientes fundamentalmente a calcita y cuarzo, y cuyas proporciones son variables dependiendo de las muestras como ocurría en DRX, y que como se puede ver, coinciden con las abundancias relativas que aparecían con esa técnica. La muestra de piedra (PCC6), se compone casi exclusivamente de Ca y escaso contenido en Si, el resto de elementos se encuentra por debajo del 1%. Lo mismo ocurre con la muestra de estuco (PCC13), que es totalmente cálcica con una pequeña proporción de Mg, atribuible a la dolomita, que también aparece en DRX.

Los contenidos en aluminio son bastante homogéneos y correspondientes a los silicatos alumínicos de los áridos, salvo en las muestras pobres en este tipo de minerales, correspondiente a la muestra de piedra y la de estuco.

Tabla 5 .Análisis Químico mediante FRX (ppm). Elementos Minoritarios y Trazas.

Se observan algunas muestras con proporciones importantes Mg, respecto a los contenidos en dolomita detectados en DRX, esto es posible que se deba a la presencia de silicatos ricos en magnesio, contenidos en los fragmentos de roca ricos en minerales ferromagnésicos de los áridos. Esto ocurre de forma clara en las muestras del Siglo X, especialmente en las muestras PCC1 y PCC11, pero también en la PCC5, dónde las proporciones de Mg, son más altas que el resto del conjunto de muestras (salvo PCC4 y PCC9). Esto podría deberse al empleo en esta época de áridos de una zona donde aparezcan rocas con minerales muy ricos en Mg. Estas muestras además presentan la misma correspondencia en los contenidos de Ca y Si que los obtenidos en DRX respecto a calcita y cuarzo.

Los contenidos en Fe, están en relación por lo general con los de Mg, debido a la presencia de silicatos ferromagnesianos en los fragmentos de rocas de los áridos, salvo en la muestra PCC11, donde es especialmente anómalo en contenido en Mg.

Los contenidos en Na y K son también bastante homogéneos, y en correspondencia a los de aluminio, y se deben a la presencia de los distintos silicatos de K y Na (feldespatos y micas fundamentalmente).

El contenido en azufre no es muy elevado en ninguna de las muestras estudiadas, pero es de señalar que es más importante en las muestras en las que se detectó yeso mediante DRX, especialmente en PCC4 y PCC7

12.3.3. Microscopia Óptica Petrográfica (MOP)

12.3.3.1. Morteros

La observación de los distintos morteros mediante esta técnica ha permitido poner de manifiesto ciertos aspectos que mediante DRX y FRX no se apreciaban, y que son fundamentales para establecer las características composicionales, texturales y del estado de conservación de los mismos. A continuación se realiza una descripción petrográfica de cada una de las muestras.

PCC1

Se trata de un mortero de cal como aglomerante en el que la cal aparece irregularmente distribuída, observándose zonas en las que se conserva bien, apareciendo de forma compacta, frente a otras en las que se observan pérdidas de cal por disolución. Existen algunos nódulos de cal que indican mejor carbonatación de la misma. La porosidad es variable dependiendo de las zonas de la muestra, pero se puede considerar de tipo intermedia a alta, en torno al 30%. Es frecuente encontrar recristalizaciones de calcita esparítica en numerosos poros de gran tamaño, llegando en algunos casos a estar totalmente colmatados. Esto indica la existencia de fenómenos de movilización por disolución de la cal y posterior recristalización en los poros.

El árido del mortero es de naturaleza variada; en general predominan los granos de cuarzo bastante redondeados y de origen metamórfico. Este cuarzo probablemente proceda de la meteorización de los gneises del Istmo o del Hacho. Aparecen con granulometría variable, entre 0.15-1.5 mm de diámetro, predominando el tamaño de arena mediana (0.25- 0.5 mm). Por otro lado, se observan fragmentos de rocas, que este caso se pueden identificar como micaesquistos, con tamaños de hasta 2.5 mm de diámetro máximo y que podrían derivar de la unidad del Istmo, y algunos fragmentos aislado de gneises.

PCC2

Se trata de otro mortero que presenta como aglomerante la cal, y en el que también existen diferentes zonas en cuanto a las concentraciones de cal y de su calidad. La porosidad es muy elevada, y también existen dos tipos, una zona con poros cerrados y poco comunicados y otras zonas con poros canalizados, con notables evidencias de pérdidas de material inicial por disolución, dando lugar a la formación de calcita recristalizada en algunos bordes de dichos canales. El árido en este caso es bastante más abundante y variado que el caso anterior, observándose claramente dos tipos de áridos en lo referido a sus rangos de tamaño. La fracción fina, de menor proporción, se compone casi exclusivamente por cuarzo redondeado y subredondeado, con tamaños medios de 0.2-0.6 mm (arena mediana), y de origen también claramente metamórfico formado por disgregación de rocas metamórficas tipo gneises. La fracción más grosera del árido se constituye por fragmentos de rocas de naturaleza variada. El tamaño medio de esta fracción está en torno a 2-3 mm (arena muy gruesa), pero existen cantos de grava que pueden alcanzar hasta los 8 mm en la lámina estudiada. Dentro de esta fracción grosera se han identificado fundamentalmente fragmentos de pizarras, ricas en micas y cloritas, y escaso en cuarzo. También se observa grandes fragmentos de gneisses con textura de grano medio (entre 0.5-0.3 mm) compuesto por cuarzo, feldespatos (plagioclasas) de bordes xenomorfos, y algunos granates. Los fragmentos de roca de tamaños intermedios se constituyen de micaesquistos y de grano medio como en la anterior muestra. También existen micaesquistos de grano fino (o filitas). De forma más aislada se observa lo que puede ser un fragmento de peridotita parcialmente alterada (serpentinizada) y algún fragmento de cuarcita o gneiss que contiene granos de cuarzo de hasta 5 mm.

PCC3

Este mortero también presenta como aglomerante la cal, pero en este caso aparece más compacta que los anteriores, más sólida, y menor pérdida de consistencia, por lo que destaca por presentarse en mucho mejor estado de conservación que los anteriores. La proporción de cal es mayor y los síntomas de alteración y pérdidas por disolución mucho menores, aunque existe también una red de poros canalizados, pero no tan desarrollados ni con tantas pérdidas de material. La porosidad es notablemente inferior. El árido es menos abundante que en los anteriores, predominando la fracción de cuarzo de origen metamórfico, con formas redondeadas o muy redondeadas, y tamaño de arena mediana (0.2-0.6mm). Además de cuarzo existen fragmentos de rocas metamórficas de distinta naturaleza, aunque los tamaños no son tan groseros como en la muestra anterior.

PCC4

Se trata de un mortero que presenta como aglomerante la cal, pero en este caso el contenido en cal es bastante menor, siendo muy rico en árido. Además debe contener algo de yeso mezclado con la cal (resultados DRX-FRX. La porosidad abierta es más abundante que en muestras anteriores con poros menos redondeados, sin embargo no son frecuentes las recristalizaciones en el interior del mortero, por lo que la pérdida de material habrá migrado ya que los bordes de poro aparecen limpios, con la consecuente pérdida de consistencia. El árido del mortero es muy abundante, y se compone al igual que en casos anteriores de dos fracciones principales, una más fina, constituida en su mayoría por granos de cuarzo de origen metamórfico con tamaños de tipo arena mediana, quizás más homogéneo y algo más grosero, ya que está comprendido en tamaños entre 0.4-0.5mm, además no es tan redondeado, sino más subanguloso. También se observa dentro de este rango de tamaños cristales aislados de micas (tipo biotita). Todo indica, que en este caso, la fracción de este tamaño de grano no es del mismo lugar de origen que en casos anteriores. Por encima de esta fracción de tamaño existe una fracción intermedia de arena gruesa-muy gruesa (entre 1 y 2 mm), menos abundante que la anterior, y que se compone por fragmentos de rocas de la geología local con morfologías bastante redondeadas, destacando esquistos (con algo de mica blanca), algunos cantos de pizarra, y menos abundantes, cuarcitas o fragmentos de gneises. Por último, existe otra fracción de granulometría más gruesa que la anterior, alcanzando diámetros de hasta 6-7 mm, que se compone fundamentalmente por pizarras muy ricas en micas y clorita, filitas, y fragmentos de cuarcitas o gneis ricos en cuarzo, micaesquistos y algún fragmento de lo que podría ser peridotita bastante serpentinizada. Todo indica que por sus formas y naturaleza, las fracciones más groseras pudieran proceder de alguna de las playas cercanas a las murallas.

PCC5

Se trata de un mortero de cal como aglomerante, de mala calidad, ya que la cal aparece poco consistente, y eso se manifiesta en la existencia de grandes pérdidas de materia, además se observan nódulos de cal mal apagados, lo que indica que la cal es de peor calidad que en otros anteriores. La porosidad es muy elevada (mayor al 40%), que en parte debe ser secundaria, originada por la pérdida de materia por disolución. Se presenta como grandes oquedades unidas por grandes poros de tipo canalizado por donde circulan los fluidos. En algunas zonas se observan recistalizaciones de calcita esparítica. La porosidad inicial, de tipo cerrada y redondeada, se ha visto afectada por fenómenos de disolución dando lugar a grandes oquedades y poros canalizados con el tiempo. El árido es mucho menos abundante que en muestras anteriores, al menos de lo que se observa en esta lámina delgada. Además, el árido aparece con una granulometría mucho más fina, componiéndose prácticamente en su totalidad por granos de cuarzo subredondeado de origen metamórfico y tamaño de arena mediana (0.2-0.5 mm), ocasionalmente se observan cristales aislados de micas. De forma poco frecuente se observan fragmentos de roca locales con tamaños que raramente superan 1 mm y son de pizarra y micaesquistos.

PCC7

Esta muestra se caracteriza por presentar una sucesión de cuatro capas bien diferenciadas, ya que se trata de una sucesión de morteros de revestimiento. La descripción de cada capa es la siguiente (desde el interior al exterior):

1. Capa más interna, de espesor desconocido, que presenta como aglomerante la cal, aunque puede presentar algo de yeso por el color grisáceo que presenta la matriz. El árido, por lo que se puede observar en la lámina, se compone de cuarzo redondeado de origen metamórfico, de tamaño arena mediana (0.3-0.5 mm) y algún fragmento de roca pizarrosa.

2. Capa de espesor aproximado de 0,5 cm, y que presenta también aglomerante la cal. Esta capa se destaca por presentar una elevada proporción de árido, mucho mayor que en las otras capas. Presenta una elevada porosidad, intermedia-alta, con poros redondeados y escasa porosidad canalizada, y prácticamente inexistentes las recristalizaciones. El árido es mayoritariamente de cuarzo metamórfico de formas subangulosas o subredondeadas.

3. Capa de espesor de 0.6 cm, y que corresponde a un nivel mucho más rico en cal como aglomerante, más compacto, de mejor calidad, aunque se observan algunos nódulos. La porosidad es menor, se observa un conjunto de macroporos comunicados por un sistema de microfisuras canalizadas. El árido es menos abundante que en la capa 2.

4. El nivel más superficial corresponde a una fina capa de cal de apenas 0.03 mm (30 μm) de espesor en algunas zonas, pero que se ha perdido en muchas zonas de la muestra.

5. Sobre esta capa de cal, o directamente sobre la capa 3, donde la fina capa de cal desaparecería, se observa una fina capa de yeso de aproximadamente 50-70 μm.

PCC8

Se trata de un mortero que presenta como aglomerante la cal, pero que por su coloración, en algunas zonas, puede contener algo de yeso. La cal de este mortero se observa medianamente compacta y no presenta muchos síntomas de alteración. La porosidad es elevada pero no tanto como en algunas de las muestras anteriores; presenta poros redondeados de distintos tamaños, de hasta 1.5 mm de diámetro, pero parece la porosidad original, sin grandes síntomas de alteración. El árido es bastante abundante, distinguiéndose dos fracciones, una muy abundante de cuarzo de origen metamórfico con formas subangulosas, algunos redondeados, y tamaños de arena mediana oscilando entre 0.25 y 0.5 mm. Luego existe otra fracción, menos abundante, de fragmentos de rocas de distintas naturalezas y tamaños, con tamaños que alcanzan en algunos casos hasta los 4 mm. Esta fracción se compone de esquistos, gneises muy esquistosos, pizarras, y algunos micaesquistos.

Fig. 3. Imágenes al Microscopio Petrográfico de las muestras de morteros PCC-1 a PCC-8.

PCC9

Se trata de otro mortero bastante rico en cal como aglomerante y en aparente buen estado de conservación, con porosidad abundante, de tipo redondeada, y escasa porosidad de tipo canalizada. En este caso, el árido es muy abundante, y no aparece diferenciado de forma tan clara en dos fracciones como en casos anteriores. Existen algunos granos aislados de cuarzo metamórfico, pero de mayor tamaño que en los casos anteriores (0,8-1mm), pero lo que predomina en esta muestra son los fragmentos de roca, que en este caso son mucho más homogéneos en cuanto a su naturaleza. Además como son rocas foliadas o esquistosas aparecen con formas de baja esfericidad pero con bordes muy redondeadas, lo que indica que se encuentran muy desgastados y probable procedencia de playa.

Dentro de los fragmentos de roca, predominan, los microgneises o micaesquistos, con cuarzo, feldespatos, micas, cloritas y opacos como hematites, entre otros. Estos fragmentos de roca son todos de tamaño grava, con tamaños que oscilan entre 3-8 mm. Aisladamente se observan granos de lo que pueden ser filitas carbonosas, otros de peridotitas muy alteradas (con olivino muy degradado), y algún fragmento de roca ultramáfica. También se han observado cristales de olivino aislados entre la cal (procedente de alguna de las rocas mencionadas)

PCC10

Esta muestra se caracteriza por presentar un elevado contenido en aglomerante, también de cal, respecto al de árido. Además se presenta en aparente buen estado de conservación, con escasas alteraciones. La porosidad no es muy elevada y los poros canalizados son de escaso desarrollo y sin recristalizaciones. El árido es poco abundante, y no aparece una fracción fina diferenciada, aunque si se observan algunos granos aislados de cuarzo de tamaño fino (0,3-0,4mm). Predominan los fragmentos de roca de naturaleza variada, con tamaño de arena gruesa, o grava fina, más que en los anteriores casos (de 1,5 a 3 mm), con formas subangulosas o subredondeadas, y naturaleza muy variada. Se han identificado microgneises (que podrían corresponder a los kingzíticos), rocas de aspecto más filítico (pizarroso), pizarras ricas en micas, algún fragmento de roca ultramáfica,gneises más groseros, y micaesquistos.

PCC 11

Este mortero se caracteriza por su escaso contenido en aglomerante de cal respecto al de otras muestras. Presenta una alta porosidad pero sin evidencias claras de alteración ni removilizaciones de material, al menos no se observa material precipitado en los poros. Tampoco se observa porosidad canalizada significativa. El árido es muy abundante, mucho más que en muestras anteriores, y se caracteriza por su variabilidad tanto en granulometría como en naturaleza, identificándose una gran diversidad de litotipos en la muestra. Aunque existe una fracción de grano fino, constituida por tamaños de arena mediana (0,3-0,6mm) de granos de cuarzo metamórfico, esta es poco abundante respecto a otras muestras. Lo más sobresaliente es la abundancia de áridos de tamaño grava con diámetros entre 2 y 4 mm, por lo que no son tan gruesos como en otras muestras, además de presentar mayor homogeneidad. Las formas son bastante redondeadas (incluso las filitas pizarrosas, aunque son de baja esfericidad) por lo que probablemente procedan de playa. Por orden de abundancia se identifican filitas pizarrosas, cuarcitas o gneises, gneiss kinzíticos,micaesquistos, y fragmentos de roca caliza micrítica.

PCC 12

Esta muestra, al igual que la anterior, se trata de un mortero que presenta como aglomerante cal, también en menor proporción respecto a otras muestras estudiadas, presentando una elevada proporción de árido. En este caso la muestra presenta muy elevada porosidad. Los poros aparecen como grandes oquedades de hasta 3 mm de diámetro, a veces cerradas, pero en otros casos canalizadas y comunicadas. No se observan, en cambio, recristalizaciones en los poros, pero si una notable pérdida de material por disolución que habrá sido removilizado. El árido es muy abundante, y predomina al contrario que en el caso anterior, los granos de cuarzo angulosos o subangulosos, con tamaños de arena mediana (0,2-0,6 mm), siendo los más abundantes los tamaños intermedios. Existe también una fracción de arena gruesa y/o grava fina, poco abundante, y que se compone fundamentalmente de fragmentos de rocas locales: filitas, pizarras carbonosas, microgneises y algún micaesquisto.

PCC 13

Esta muestra se compone casi exclusivamente de carbonato cálcico. Es un mortero de cal, puede que algo dolomítica, con una proporción de árido muy escasa. La cal aparece bastante compacta, en algunas zonas se observan algunos nódulos de diferente carbonatación. La porosidad es también muy escasa, se observan algunos poros aislados de formas redondeadas, en algunos casos con recristalizaciones de esparita secundaria. También se observa un sistema de microfisuras, de retracción, generadas tras su puesta en obra debido a la escasez de árido. Estas microfisuras, paralelas a la superficie, también se encuentran total o parcialmente colmatadas de cristales de esparita. El escaso árido que se observa es de cuarzo de formas subangulosas y de tamaño muy fino (0.15-0.25mm). También se ha observado un fragmento, aparentemente de cerámica, como constituyente del árido, seguramente agregado para conferir hidraulicidad al mortero.

12.3.3.2. Piedra

La única muestra de piedra de las murallas estudiada es la PCC6, la cual corresponde a una roca carbonatada, concretamente a una Caliza Fosilífera (Bioclástica). Por el tamaño de la mayoría de los fósiles (tipo grava, mayor de 2 mm), se puede considerar una biocalcirudita de posible origen arrecifal, aunque habría que realizar un estudio más detallado para poder establecer su origen correctamente. Las facies presentes corresponden a un depósito marino poco profundo, constituido por la deposición de restos calcáreos de organismos fósiles. La roca presenta en corte fresco un color beige claro y textura global de tipo organógeno. El tamaño de los organismos es inequigranular, con tamaños, por lo general, muy gruesos. Las observaciones al microscopio corroboran la composición mineralógica casi exclusiva de calcita, salvo granos aislados de cuarzo como fracción arenosa detrítica (terrígenos) de tamaño arena media (0.25-0.50 mm). Hay que indicar que la lámina delgada estudiada está ocupada casi en su totalidad por uno de los organismos con un diámetro aproximado de 2 cm, por lo que no se ha podido estudiar con mucho detalle la globalidad de la roca, para ello sería necesario la extracción y estudio de un mayor número de muestras.

Como se ha mencionado la roca se compone mayoritariamente de aloquímicos (restos de fósiles), y que en la muestra estudiada se han identificado briozoos, algunas algas rojas coralinas, y algunos microfósiles como foraminíferos. La fracción fina carbonatada (ortoquímicos: matriz y cemento) es escasa y de distribución heterogénea; generalmente corresponde a micrita originada por reemplazamientos intragranulares o cemento esparítico secundario por recristalización, y de crecimiento radioaxial, en los poros originarios de la estructura. La porosidad de la roca se puede estimar alta, mayor al 20%. Los poros, en su mayoría, son de tipo intragranular y móldicos, heredados de la estructura original de los organismos constituyentes de la roca. En menor proporción también aparecen poros intergranulares.

Fig. 4. Imágenes al Microscopio Petrográfico de las muestras de Morteros PCC-9 a PCC-13.

Fig. 5. Imágenes al Microscopio Petrográfico de la muestra de piedra PCC-6.

12.4. Conclusiones y recomendaciones

12.4.1. Naturaleza de los Materiales

Del conjunto de análisis realizados, y una vez interpretados y contrastados los resultados, se extrae que todos los morteros son de cal bastante puros, salvo casos aislados en los que se han podido comprobar la existencia de yeso en su composición o la presencia de cales parcialmente dolomíticas.

Los áridos que contienen los morteros proceden en todos los casos de zonas próximas al yacimiento, ya que se han observado fundamentalmente fragmentos de rocas que coinciden con las existentes en la geología local, por lo general con formas bastante redondeadas, lo cual indica su probable procedencia de playas próximas a las zonas de construcción. Sin embargo, no aparecen los mismos tipos de rocas en todas las muestras, sino que se observan variaciones (siempre dentro del rango de los tipos de rocas locales), lo cual señala que las playas no fueron las mismas, o que estas evolucionaron con el tiempo.

También se ha de tener en cuenta que la granulometría no es la misma en todas las muestras, lo cual está relacionado con la función de cada mortero, al igual que ocurre con las proporciones árido/aglomerante; suelen aparecer granulometrías más finas y mayores proporciones de cal en morteros de llagas o de revestimientos frente a los morteros que forman parte de hormigones de cal o de las cimentaciones con granulometrías más groseras.

Todo esto ha condicionado que no se hayan podido establecer de forma clara correlaciones entre materiales adscritos, a priori, a una misma cronología, ya que existe mucha variabilidad en lo referente a la naturaleza de los fragmentos de roca constituyentes de los áridos. Esto implica que no se puedan asociar el uso de determinados áridos a épocas concretas de construcción, y mucho menos con un número tan reducido de muestras, y tan dispares en su función y granulometría.

Por otro lado, establecer la procedencia especifica de cada tipo de los fragmentos de roca identificados en los áridos, es decir asociarlos a las unidades geológicas de Ceuta de forma precisa, haría necesario estudiar en detalle los materiales de estas unidades para poder hacer una comparación, ya que existen muchas similitudes en muchos casos.

La muestra de piedra de los sillares de las Murallas se ha identificado como una caliza bioclástica de posible origen arrecifal. El estudio para poder establecer exactamente la naturaleza y génesis de la roca requeriría un estudio más profundo con un mayor número de muestras de las murallas, así como el contraste con un estudio geológico de campo con ese fin.

En principio, es poco probable que esta roca pueda proceder de los materiales que aparecen en el territorio de Ceuta, ya que en este predominan los materiales metamórficos, salvo algunos sedimentarios que incluyen materiales calcareníticos del Oligoceno Superior con lo que habría que compararlos, aunque sus afloramientos parecen ser escasos.

Materiales de similares características a la muestra estudiada aparecen en la Península Ibérica, dentro de la estructura geológica del Arco Bético-Rifeño, pero no se descarta que en su continuación puedan aparecer en el Norte de África, y no demasiado alejados del territorio de Ceuta. Todo esto requeriría la realización de un estudio en detalle, para obtener mayor aproximación a su posible procedencia.

12.4.2. Estado de Conservación de los Materiales

El estado de conservación de los morteros es muy variable, lo cual está muy relacionado con la calidad de las cales empleadas en distintas épocas, y de los factores de alteración externos a los que han estado sometidos en cada caso, fundamentalmente relacionados con la presencia de humedades.

No se han observado procesos de alteración que se relacionen de forma directa con la naturaleza de los áridos ya que estos aparecen limpios y netos, sin bordes de reacción, tampoco se han detectado en los análisis químico-mineralógicos productos de alteración de los mismos.

Los fenómenos de alteración observados han sido fundamentalmente los causados por disolución de la cal como consecuencia del alto contenido de humedad en el interior los muros. Esta pérdida de materia se traduce en un importante incremento de la porosidad, llegándose a generar sistemas de poros canalizados y comunicados, que suponen vías de acceso más rápidas de las humedades o de otros agentes de alteración.

En algunos casos se han observado recristalizaciones secundarias de calcita en el interior de los poros, lo cual, en cierto modo, mantiene o refuerza la consistencia de los materiales, pero cuando el material disuelto migra hacia otras zonas supone una importante pérdida de consistencia de los morteros y por tanto de sus propiedades mecánicas.

Aunque estos fenómenos no se han observado de forma generalizada si es un hecho bastante importante en el conjunto de muestras estudiadas. En este sentido, se aprecia que existe una relación directa, con mayor grado de alteración, en los muros con mayor incidencia de la humedad.

Por otro lado, en el momento de la toma de muestras las humedades eran tan elevadas que de existir sales solubles, que pueden provocar procesos disruptivos en el interior de los materiales mediante ciclos de cristalización, en ese momento se encontrarían disueltas.

Por tanto, se puede concluir, que el principal factor y agente de alteración en el entorno de las murallas y vestigios arqueológicos objeto de este estudio son las humedades, probablemente en conjunción a la existencia de sales solubles de diversos orígenes, que en el estudio no se habrán detectado por encontrarse solubilizadas. Además, estas humedades también promueven la progresión del biodeterioro de los materiales.

12.4.3. Recomendaciones

De las conclusiones del estudio se extraen una serie de recomendaciones básicas y criterios a tener en consideración en la intervención sobre el conjunto.

Como medida preventiva, y quizás una de las acciones primordiales en la intervención sería la de eliminar, en la medida de lo posible, todas las vías de penetración de humedades. En este sentido, se hace imprescindible una actuación de impermeabilización de las cubiertas que evite la filtración y penetración de agua en el interior de los muros.

Es probable que tras la erradicación de las vías de penetración de humedad y el consecuente secado de los materiales, las sales solubles precipiten en el exterior de los materiales a modo de eflorescencias o en el interior de los mismos. Sería aconsejable hacer una valoración por si es necesaria su extracción mediante “papetas”.

Dentro de las actuaciones sobre los elementos de las estructuras, se recomienda intervenir en aquellas zonas en las que sean estrictamente necesario por riesgo a su pérdida, bien con el empleo de morteros de restauración o productos adecuados para la consolidación y conservación.

Cualquier intervención se debe realizar sobre los paramentos previamente limpios, eliminando restos de suciedad, polvo acumulado o biocostras si están presentes. Esta limpieza se debe realizar con los métodos menos abrasivos posibles. En cualquier caso sería aconsejable una inspección previa de los paramentos a tratar para valorar su estado por si fuese necesaria una preconsolidación de los mismos, y no correr el riesgo de perderlos.

En las zonas que se deban recuperar volúmenes, se debe actuar con morteros de restauración compatibles con los materiales de fábrica y con los morteros originales. Estos deben tener suficiente coherencia, ser reversibles, y que no supongan tensiones físico-químicas con los materiales adyacentes. Siempre son recomendables los morteros de cal, con áridos inertes químicamente, que eviten en el futuro la formación de productos de alteración.

Por último, sería recomendable la aplicación de un consolidante superficial tipo TEOS (silicato de etilo), tan sólo en áreas dónde sea estrictamente necesario, especialmente sobre soportes pétreos con superficies desagregadas o con falta de consistencia, para devolverles la coherencia granular, aumentar así su resistencia y evitar su pérdida.