Characterization Petrophysical of the Losero Formation in the Historical Architecture of the Guanajuato city, Mexico *

The Losero Formation has made an important contribution to the cultural and architectural heritage of Guanajuato city. The green color attractive appearance of this stone and its ease to be worked adds a number of significant landmarks of Guanajuato city. It was the most important natural building stone in the Guanajuato in the XVIII and XIX centuries. The Losero Formation is generally used as load-bearing material and, due to its lower porosity, as basal facings of the examined buildings. It also represents the main architectural elements in Guanajuato city, which is considered a world heritage site. After almost a century of exposure, the Losero Formation presents a progressive decay in many buildings (corrosion, scaling, spalling lichens, and crack formation). In some cases partial and total replacements have been successful in the restoration work, a proper understanding of the cause of decay is necessary for conservation purposes and restoration methodologies. This paper reports the findings of a petrophysical study of the eight lithofacies most used of the Losero Formation in the restoration and construction of monuments in the city of Guanajuato (Los Morados, La Veta, Coleto, El Blanquito, El Moyejón, El Verde, La Perla, and La Cema), the names assigned to the lithofacies are informal and were called so by local stonemasons. This lithofacies were investigated by the techniques of optical microscopy; X-ray diffraction and Scanning Electron Microscopy (SEM) and physical properties (uniaxial compressive strength, capillarity water absorption, apparent and real density, total porosity) and durability using the salt crystallization test. The analytical results support that La Veta is the best lithofacie of Losero Formation which made it an ideal material for columns, pedestals, staircases, flooring, while that of La Cema cannot be used as pillars, balconies, and floors. The presence of calcite and kaolinite in La Veta and La Cema was not favorable for outdoor use. La Perla, El Moyejón and Coleto, were found to be an ideal material for columns, pedestals, staircases, flooring. Los Morados, El Blanquito, and El Verde exhibited low strength and durability values so cannot be used as pillars, balconies, and floors. These materials, notwithstanding their different behavior towards decay agents, are all affected by similar weathering typologies that, in order of importance and extension are: back weathering, break out, discoloration, soiling, lichen and fissures. The rate of decay depends on the textural fabric properties of the lithofacies, on the pollution fluxes and on the environmental setting (air pollution, meteorological and micro-climatic conditions). The results obtained make it possible to choose suitable lithofacies for the replacement and substitution in the restoration processes in monument of the Guanajuato city.

ResumenLa Formación Losero juega un papel muy importante en la contribución al patrimonio cultural y arquitectónico de la ciudad de Guanajuato debido a su atractivo color verde y su facilidad para ser trabajada. La Formación Losero fue la piedra natural de construcción más importante durante los siglos XVII y XIX en la ciudad de Guanajuato, representa el principal elemento arquitectónico de la ciudad, la cual se considera Patrimonio de la Humanidad. Después de casi un siglo de exposición, la Formación Losero presenta un deterioro progresivo en muchos edificios de la ciudad (corrosión, descamación, exfoliación, líquenes y formación de grietas). En la mayoría de los casos, el reemplazo total o parcial de estas rocas en los trabajos de restauración no ha tenido éxito, por lo que es necesario tener una comprensión adecuada de las causas que provocan el deterioro de dichas rocas para posteriormente proponer metodologías para su conservación y restauración. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio petrofísico de las ocho litofacies más usadas de la Formación Losero en la restauración y construcción de monumentos en la ciudad de Guanajuato (Los Morados, La Veta, Coleto, El Blanquito, El Moyejón, El Verde, La Perla y La Cema), los nombres de las litofacies son informales y fueron denominados así por los canteros locales. Estas litofacies fueron investigadas por las técnicas de microscopía óptica, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido (SEM) y propiedades físicas (resistencia a la compresión uniaxial, absorción de agua por capilaridad, densidad aparente y real, porosidad total y durabilidad usando la prueba de cristalización de sales), con la finalidad de conocer y comprender las causas que provocan el deterioro de dicho material y proponer un mejor uso de éstas. Los resultados obtenidos demuestran que de las ocho litofacies estudiadas, La veta es la mejor litofacie de la Formación Losero, para utilizarse en columnas, pedestales, escaleras, pisos y zócalos, mientras que La Cema no es recomendable en pilares, balcones y pisos. La presencia de calcita y caolinita en La Veta y La Cema no la hacen favorable para usarla en exteriores. La Perla, El Moyejón y Coleto, constituyen un material ideal para columnas, pedestales, escaleras y pisos. Los Morados, El Blanquito y El Verde no son recomendables para uso en pilares, balcones y pisos debido a su baja resistencia y dureza. Estos materiales, a pesar de su diferente comportamiento, se ven afectados por factores similares de desgaste que, en orden de importancia y extensión son: intemperismo, ruptura, decoloración, suciedad, liqúenes y fisuras. La tasa de deterioro depende de las propiedades de las litofacies, de la contaminación y de la configuración del medio ambiente (contaminación del aire, las condiciones meteorológicas y micro-climáticas). Los resultados obtenidos permiten seleccionar la litofacie adecuada para el reemplazo y sustitución en los procesos de restauración de edificios y monumentos en la ciudad de Guanajuato.