Project Portugal 2020

Operation code Code that identifies each project carried out using European funding.

Conclusion date

Summary

O projeto "Cor de mármores e calcários comerciais: causas e alterações" vai contribuir para esclarecer a causa da cor de mármores e calcários portugueses assim como compreender e antecipar as suas alterações cromáticas. Deste modo, o projeto contribuirá para a competitividade das empresas de exploração e transformação de Pedra Ornamental e das empresas ligadas à conservação de património construído. Para alcançar estes objetivos maiores, conta-se com uma equipa multidisciplinar, altamente motivada, composta por bioquímicos, microbiologistas, geólogos e químicos do Laboratório Hercules (HERança CULtural Estudos e Salvaguarda) e ICT (Instituto de Ciências da Terra), da Universidade de Évora e do Cevalor - Centro Tecnológico da Pedra Natural de Portugal. As duas primeiras unidades de investigação estão classificadas com Excelente pela Fundação para a Ciência e Tecnologia. O Cevalor é um centro tecnológico, interface empresa-investigação, líder na área da Pedra natural. Vários fatores controlam a escolha de uma pedra em prejuízo de outra pedra. A cor, tal como é entendida na arquitetura, é um dos aspetos mais característicos e visíveis das pedras naturais. Um quase infinito grupo de possibilidades de cores de pedras naturais está disponível e cada um confere um aspeto macroscópico diferente ao material (3). Nas rochas carbonatadas, tais como o calcário ou o mármore, a cor branco ou os tons de bege são dominantes, todavia é possível encontrar cores bastante exóticas, como vermelho, rosa, preto ou verde. A cor em rochas carbonatadas não alteradas pode ser devido a: 1) Incorporação de metais na estrutura cristalina de minerais do grupo dos carbonatos, como o ferro ou manganês em minerais como a calcite ou dolomite; 2) A presença de quantidades variáveis de diferentes minerais ou compostos que modificam a cor original para vermelho (e.g. óxidos de ferro), verde (e.g. clorite), negro (e.g. matéria orgânica) ou bege (e.g. minerais de argila). Assim, é possível compreender a cor dos calcários e mármores como uma questão de geoquímica ou mineralogia. A completa compreensão do mecanismo de coloração é essencial para: (i) durante a operação de uma pedreira, prever a cor dos blocos com bastante antecedência; (ii) antecipar o comportamento cromático, após a aplicação, de cada pedra e (iii) planear o tratamento preventivo e corretivo de pedras, no que concerne à cor ou a outras propriedades físicas. Sendo a alteração da cor uma questão crítica, no valor comercial do material pétreo, este processo constitui um problema científico, com consequências económicas muito importantes. A alteração da cor pode acontecer por vários processos, a saber: a) meteorização inorgânica da pedra e produção de novas fases mineralógicas com novas cores (4). Eventualmente, mudando apenas o estado de oxidação do ferro; b) criação ou deposição de pátinas inorgânicas, principalmente em ambientes altamente poluídos como centros urbanos (5,6); c) colonização biológica de rochas ornamentais e alteração de compostos orgânicos da rocha ou adição de pigmentos biogénicos (7); d) ação humana tal como vandalismo ou ação de limpeza, conservação ou restauração incorretas (8). Para adquirir o conhecimento, urgente para a indústria ornamental europeia, sobre os processos biológicos, geoquímicos e mineralógicos que estão na causa da alteração da cor dos mármores e pedra calcária pretende-se seguir a metodologia descrita de seguida: i) identificar os elementos químicos que, nos minerais como a calcite e dolomite, condicionam a cor da pedra; ii) associar a presença de diferentes fases mineralógicas a uma cor da pedra. Especialmente importante será os minerais de argila no calcário e os óxidos de ferro ou manganês nos mármores; iii) em pedras aplicadas anteriormente, obter uma relação entre a mineralogia ou composição geoquímica e bio-colonização que altera a cor original da pedra; iv) reproduzir o mecanismo de mudança de cor; v) estimar os efeitos da aplicação de errada de produtos de limpeza e de erros em ações de manutenção ou conservação-restauro da pedra. Para alcançar estes objetivos o projeto organiza-se em atividades de: o Amostragem. Como se pretende ter impacto na indústria de rochas ornamentais, os materiais selecionados deverão ser os economicamente mais importantes, pela utilização e exportação. Estas atividades serão coordenadas principalmente pela equipe CEVALOR. Cada uma das amostras será descrita e a sua cor medida por colorimetria e espectroscopia hiperespectral. o Análise mineralógica sobre os minerais originais e de meteorização associados a alterações cromáticas. A composição mineralógica será obtida por difracção de raios-X, espectroscopia de infra-vermelhos e termogravimetria. o Análise química da mesma rocha com diferentes colorações. Os ensaios analíticos serão efetuados por fluorescência de raios-X, microscopia eletrónica de varrimento com sistema de microanálise e ablação laser associada a um sistema de espectroscopia de massa. o Avaliação da bio-colonização identificando os micro-organismos presentes na rocha e associados a alterações cromáticas. Estas atividades serão conduzidas pela aplicação de metodologias de micro-biologia/bioquímica e requerem a aquisição de novas competências. o Alterações cromáticas em condições laboratoriais realizadas em camaras climáticas com controlo das condições ambientais como humidade, temperatura e luz o Atividades de divulgação junto da comunidade científica e das empresas da Pedra de forma a valorizar o impacto tecnológico-económico-social do projeto. (1) DGEG. (2012) Informação Estatística da Indústria Extrativa. Direção Geral de Energia e Geologia. (http://www.dgeg.pt/ ) (2) Montani, C. (2014) XXV Report Marble and Stones in the World 2014, Aldus Casa di Edizioni in Carrara, Italy (3) Siegesmund, S., Török. A. (2011) Building Stones in In Stone in Architecture: Properties, Durability . 4th ed. ed. S. Siegesmund and R. Snethlage. , Springer-verlag, pp 11-96 (4) Tiwari, L. B.; Jahagirdar, C. J.; Deshpande, V. D.; Srinivasan, R.; Parthasarathy, G. (2005) Weathering impact on the colour of building stones of the `Gateway of India' monument. Environmental Geology, 48 (6), pp.788-794 (5) Pavía, S.; Caro, S. (2006) Origin of Films on Monumental Stone Studies in Conservation, 51, (3), pp. 177-188 (6) Grossi, C. M., Brimblecombe, P., Esbert, R. M. and Alonso, F. J. (2007), Color changes in architectural limestones from pollution and cleaning. Color Res. Appl., 32: 320-331. (7) Warscheid, Th., Braams, J. (2000): Biodeterioration of stone: a review, Int. Biodeterioration Biodegrad. 46; pp. 343--368. (8) Andreotti A, Bonaduce I, Colombini MP, Modugno F, Ribechini E: A diagnosis of the yellowing of the marble high reliefs and the black decoration on the chapel of the tomb of Saint Anthony (Padua, Italy). Int J Mass Spectrom 2009, 284:123-130