Elaborada por Eva Portas Fernández
Introducción: LA IMPORTANCIA DE CONOCER LOS MATERIALES PÉTREOS
La piedra natural es uno de los materiales de construcción más antiguos ya que nos acompaña desde nuestros orígenes. Sin embargo, curiosamente, es un gran desconocido.
Entender el material y conocer las características técnicas de la piedra se ha convertido en materia indispensable para este sector, ya que ofrecer esta información a todos los agentes interesados facilitará su aplicación.
Es objeto de esta guía dar información técnica y tecnológica sobre la piedra natural, para facilitar su conocimiento, su prescripción y su uso.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA PIEDRA:
A la hora de elegir un material debemos conocer sus prestaciones, que se adaptarán a nuestro proyecto.
Hay que tener en cuenta que todas las piedras tienen un posible uso, pero no todas las piedras sirven para todos los usos. Pongamos un ejemplo de ello: conocer cuál es la capacidad de absorción de agua de una piedra nos ayudará a decidir si es válida o no para su uso como material de recubrimiento de una piscina.
Y, ¿Cómo saber cuáles son las características en las que poner atención para una piedra en un uso concreto? Lo intentaremos resumir a continuación.
¿DÓNDE VIENEN REGULADOS LOS REQUISITOS DE UNA PIEDRA PARA CONSTRUCCIÓN?
Los requisitos de una piedra dependerán del país donde nos encontremos o del país destino de la piedra.
Nos podremos encontrar con requisitos relacionados con el propio material (granito, mármol, caliza, etc.), con el producto de construcción (baldosas para pavimentos, placas para fachada, etc.) o con el sistema constructivo usado.
¿CÓMO SÉ QUÉ ENSAYOS HAY QUE HACER A LOS MATERIALES?
Es importante saber que, de un país a otro, pueden variar tanto los requisitos exigidos como el método de ensayo por el que se llega al resultado.
Por ejemplo, las normas ASTM indican unos valores mínimos para el tipo de piedra que se trate, sin embargo, en la mayoría de los países europeos, no existe este límite para los materiales, sino que se regula en función del uso que se le da al material.
Por otro lado, si hablamos de métodos de ensayo, también podrán variar de un país a otro. Véase por ejemplo el método para determinar la resistencia al deslizamiento de una piedra, que varía si lo ensayamos en España (método del péndulo), en Alemania (método de la rampa) o en EE.UU. (método del deslizador).
¿QUÉ ES EL MARCADO CE OBLIGATORIO EN EUROPA?
El marcado CE indica que el fabricante de un producto se ha asegurado de que éste cumple las normas armonizadas. Hasta el momento, el Marcado CE en piedra natural es obligatorio para los adoquines, bordillos y baldosas para uso como pavimento interior y exterior, las placas para fachada, plaquetas para revestimientos de suelos y paredes y piezas para fábrica de albañilería, es decir, muros de sillería y similares.
Los fabricantes deberán entonces implantar un Sistema de Control de la Producción, haciendo unos ensayos iniciales sobre el producto y, además, con cierta frecuencia, nuevos ensayos de control.
Los resultados de los ensayos obtenidos se plasmarán en dos documentos: una Declaración de Prestaciones y se colocará la etiqueta con la Marca CE en los productos.
COMO PRODUCTOR, ¿QUÉ TENGO QUE ENTREGAR A MIS CLIENTES?
Si comercializas en la Unión Europea, debes entregar una Declaración de Prestaciones de tus productos.
En el resto de países, deberás atender a las normas que te afecten, pero, en todo caso, es importante realizar siempre ensayos de manera frecuente a los materiales pétreos y disponer la información en forma de “ficha técnica”, al menos con las características más importantes.
Y, ¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES EN LA ACTUALIDAD?
Cualquier ficha técnica de una piedra, se recomienda que contenga información sobre algunos de los siguientes ensayos: Resistencia a la flexión, Resistencia a la compresión, Absorción de agua, Densidad y Porosidad.
Existen otros ensayos importantes, pero que dependerán de la aplicación que se le dé al material, como podrían ser los ensayos de deslizamiento o desgaste en un pavimento, o los ensayos de resistencia a las heladas en climas fríos.
Vamos a dar a continuación unas ideas de los ensayos que representan las características más importantes, para conocer la utilidad de los mismos.
¿QUÉ SIGNIFICADO TIENEN LOS RESULTADOS DE LAS CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES?
Resistencia a la flexión:
Digamos que la flexión es la deformación que puede presentar cualquier elemento en la dirección perpendicular a su eje longitudinal. Este tipo de esfuerzos los sufren las baldosas o las placas para fachada.
El ensayo se realiza con una prensa que va cargando el material hasta que se produce su rotura.
Conocer el valor de la resistencia a flexión de una piedra es fundamental. Un valor de resistencia de una piedra, por sí mismo, no indica que el material sea “mejor o peor” para una aplicación determinada, sino que habrá que calcular sus dimensiones adecuadamente.
En piedra natural, los valores de resistencia a la flexión media pueden variar muchísimo de un material a otro. Por ejemplo, algunas calizas o areniscas pueden dar valores de 2 o 3 Megapascales (MPa) y, por otro lado, las pizarras ofrecen valores de resistencia a la flexión que llegan hasta los 60 MPa, o más.
A modo de ejemplo, plasmamos en la tabla siguiente valores orientativos de resistencia a la flexión para distintos tipos de piedras.
|
RESISTENCIA A FLEXIÓN (MPa) |
CUARCITAS |
GRANITOS |
MÁRMOLES |
CALIZAS |
ARENISCAS |
|
BAJA |
<6 - 9 |
<5 - 8 |
<4 - 7 |
<3 |
<3 |
|
MEDIA |
9 - 20 |
8 - 16 |
7 - 15 |
3 - 6 |
3 - 6 |
|
ALTA |
>20 |
16 - >20 |
15 - >20 |
6 - >8 |
6 - >8 |
Resistencia a la compresión:
La carga de compresión representa una carga de aplastamiento, por ello este ensayo es importante para los productos de piedra que se colocan de manera masiva como podrían ser los adoquines o la sillería para muros.
El ensayo se realiza con una prensa sometiendo al material a cargas que tienden a aplastarlo.
Siempre de forma orientativa, plasmamos en la tabla siguiente valores de resistencia a la compresión para distintos tipos de piedras.
|
RESISTENCIA A COMPRESIÓN (MPa) |
CUARCITAS |
GRANITOS |
MÁRMOLES |
CALIZAS |
ARENISCAS |
|
BAJA |
<70 |
<80 |
<50 |
<30 |
<30 |
|
MEDIA |
70-150 |
80-150 |
50-120 |
30-100 |
30-80 |
|
ALTA |
>150 |
>150 |
>120 |
>100 |
>80 |
Absorción de agua:
La capacidad de absorción de agua de una piedra es especialmente importante para algunas aplicaciones.
Los valores de absorción de agua atmosférica de la piedra natural pueden ir desde porcentajes casi nulos, cercanos al 0%, de algunos mármoles y granitos, hasta valores del 10%, o más, para piedras calizas poco densas. Se pueden ver a continuación, en la tabla, valores comunes y orientativos:
|
ABSORCIÓN DE AGUA (%) |
CUARCITAS |
GRANITOS |
MÁRMOLES |
CALIZAS |
ARENISCAS |
|
BAJA |
<1 |
<0,3 |
<0,1 |
<2 |
<3 |
|
MEDIA |
1-3 |
0,3-1 |
0,1-0,8 |
2-7 |
3-10 |
|
ALTA |
>3 |
>1 |
>0,8 |
>7 |
>10 |
Existen también productos que pueden facilitar el sellado de los poros de la piedra, disminuyendo así su capacidad de absorción de agua. Son productos químicos destinados a la impermeabilización o productos hidrofugantes.
Densidad:
La densidad de la piedra se da en kilogramos por cada metro cúbico de material. A mayor densidad, menor porcentaje de porosidad y mayor dureza y, normalmente, menor capacidad de absorción.
Dentro de cada variedad de roca, existen piedras más o menos densas, aun así, podemos aportar la siguiente tabla de valores a modo de ejemplos:
|
DENSIDAD APARENTE (kg/cm3) |
CUARCITAS |
GRANITOS |
MÁRMOLES |
CALIZAS |
ARENISCAS |
|
BAJA |
<2500 |
<2500 |
<2500 |
<1700 |
<1900 |
|
MEDIA |
2500-2800 |
2500-2800 |
2500-2800 |
1700-2200 |
1900-2500 |
|
ALTA |
>2800 |
>2800 |
>2800 |
>2200 |
>2500 |
Porosidad:
La porosidad está íntimamente ligada a la densidad: cuantos más poros, menos denso es el material, es decir, menos peso por unidad de volumen.
La porosidad se da en porcentaje, y puede variar muchísimo de un material a otro, desde menos de 1% hasta valores muchísimo más altos para piedras muy porosas como calizas, travertinos y similares.
|
POROSIDAD ABIERTA (%) |
CUARCITAS |
GRANITOS |
MÁRMOLES |
CALIZAS |
ARENISCAS |
|
BAJA |
<0,4 |
<0,4 |
<0,3 |
<1 |
<1 |
|
MEDIA |
0,4-1,3 |
0,4-1,3 |
0,3-1,3 |
1-10 |
1-15 |
|
ALTA |
>1,3 |
>1,3 |
>1,3 |
>10 |
>15 |
Resistencia al desgaste:
El desgaste tiene que ver con el tránsito por la superficie de una baldosa o pavimento.
Existen varias maneras de medir el desgaste. El método americano da un resultado en forma de índice (Iw), y otros métodos proporcionan un resultado en milímetros.
Es una característica importante a determinar cuando se trata, por ejemplo, de piedras para pavimentos con tráfico peatonal muy intenso, como centros comerciales, estaciones de tren, aeropuertos, etc.
Resistencia al deslizamiento:
Es la capacidad de una piedra de oponer resistencia al deslizamiento de un peatón por su superficie.
Existen varios métodos de medición, aunque el más usado es el péndulo de fricción, del que se puede ver una imagen a continuación:
La gran ventaja de este método es que puede realizar ensayos in situ, es decir, fuera de laboratorio. Otros métodos, como el alemán de la rampa o el usado en EE.UU., BOT 3000, resultan también útiles para determinar esta característica.
En función del país destino, tendremos que observar los requisitos. De manera general, en Europa, los valores de deslizamiento superiores a 35 se consideran seguros frente al deslizamiento. Si, por el contrario, medimos con el método alemán, determinaremos su clase de resbaladicidad (desde R9 a R13). En EE.UU., por el contrario, mediremos el coeficiente de fricción dinámico, con resultados entre 0 y 1.
Nombre de la piedra:
Cuando hablamos del nombre de la piedra, nos referimos a su denominación comercial y a su denominación petrográfica.
La denominación comercial es la que adopta el fabricante o suministrador. Es común que, una piedra de una misma explotación, tenga nombres distintos al ser manufacturada y comercializada por varias empresas.
La denominación petrográfica de una roca es aquella que se determinada tras un estudio petrográfico al microscopio.
Pongamos un ejemplo de ello, en el que un granito, denominado comercialmente ROSA PORRIÑO, aludiendo a su color característico, es, petrográficamente, un granito biotítico.
Estos dos nombres deben estar claramente identificados en una ficha técnica, al igual que el origen del material (zona de ubicación de la cantera).
Otras características relacionadas con las particularidades del proyecto:
Cada proyecto tiene unas condiciones y particularidades bien distintas. Por ejemplo, en zonas exteriores donde existe riesgo de heladas frecuentes, es importante tener clara la resistencia de una piedra a los ciclos de hielo y deshielo. Cuando hay fuerte exposición solar, a altas temperaturas o a choque térmico importantes, hay que determinar los cambios que experimenta el material e incluso, si es relevante, los coeficientes de expansión térmica de la piedra. Si la zona donde se usará la piedra está cercana al mar o a atmósferas salinas, también será necesario evaluar estos aspectos. A continuación, y a título informativo, se indican en la tabla los distintos coeficientes de expansión térmica medios de algunas piedras naturales.
|
TIPO DE PIEDRA |
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA |
|
CUARCITAS |
3 x 10-6 a 7 x 10-6 |
|
GRANITOS |
5 x 10-6 a 9 x 10-6 |
|
MÁRMOLES |
3 x 10-6 a 6 x 10-6 |
|
CALIZAS |
3 x 10-6 a 7 x 10-6 |
|
ARENISCAS |
2 x 10-6 a 7 x 10-6 |
REQUISITOS DE LA PIEDRA PARA CADA APLICACIÓN:
Vamos a dar una serie de ideas de las características más importantes a observar en función del uso que se le da a la piedra:
¿QUÉ REQUISITOS DEBERÁ TENER UNA PIEDRA PARA UN PAVIMENTO?
Si vamos a seleccionar una piedra para un pavimento, debemos tener en cuenta las siguientes características:
Resistencia a la flexión: este valor lo usaremos para calcular los espesores.
Actualmente, que cada vez se colocan formatos más grandes y más esbeltos, resulta de especial relevancia calcular el espesor adecuado para una baldosa.
Que una piedra tenga una resistencia a flexión más alta, o más baja, no significa que sea peor material, sino que, a igualdad de condiciones, se colocará con un espesor mayor.
Si hablamos de adoquines, será la resistencia a la compresión la característica más importante.
Absorción de agua y porosidad: Dependiendo del grado de humedad del entorno, habrá que limitar estos requisitos, de mayor importancia si se trata de pavimentos exteriores o en contacto frecuente con agua.
Las normas americanas ASTM establecen recomendaciones de absorción de agua a presión atmosférica según el tipo de piedra que se trate, por ejemplo 0,4% para un granito o 0,2% para un mármol.
Resistencia al deslizamiento: Limitar el posible resbalamiento de los usuarios de los pavimentos es extremadamente importante para garantizar su seguridad de uso, sobre todo en pavimentos exteriores o interiores donde exista un riesgo de vertido de líquidos. Se deben cumplir los requisitos que se establezcan en el país destino.
Resistencia al desgaste: El desgaste que se produce con el paso sobre la superficie del pavimento no es baladí. En algunos países se recomiendan valores límite de resistencia al desgaste en función del uso que tenga el pavimento, con tránsitos más o menos intensos.
Y, SI HABLAMOS DE FACHADAS, ¿QUÉ REQUISITOS DEBERÁ TENER UNA PIEDRA?
Cuando hablamos de fachadas, debemos tener en cuenta, de manera general, las siguientes características:
Resistencia a la flexión: Por la misma razón que en el caso de pavimentos, debemos conocer la resistencia a la flexión para dimensionar adecuadamente las piezas que compondrán la fachada.
Absorción de agua: En zócalos de fachada (partes bajas), que estén en constante contacto con planos de agua (de las aceras, de terrazas) habrá que controlar la absorción de agua por capilaridad.
Resistencia a los anclajes: Es conveniente que cualquier piedra que vaya a ser colocada con anclajes en los cantos o en el trasdós (parte trasera) sea ensayada para conocer la resistencia a ese tipo de anclajes.
HABLEMOS DE OTRAS APLICACIONES NO MENOS IMPORTANTES: LA ENCIMERA
La encimera es el producto estrella de las piedras estéticamente más espectaculares. Es importante que las piedras destinadas a encimeras sean:
-Poco porosas, o nada, con porosidad cercana al 0%, para lo que se le aplican en ocasiones productos que mejoran esta característica.
-Que no se manchen con facilidad: para ello, existe un ensayo que determina la sensibilidad al manchado accidental de la piedra, pudiendo realizarlo con distintos agentes de manchado que interesen en un momento dado, como por ejemplo, café, aceite, vino, etc.
-Que no le afecten los choques térmicos: Los que se producen al apoyar, por ejemplo, una olla muy caliente sobre su superficie.
-Que sea resistente al rayado de los posibles útiles punzantes que se usan en una cocina.
Acerca de la autora: Eva Portas Fernández es Arquitecta técnica y ha desarrollado su actividad profesional durante más de 15 años en el sector de la piedra natural. Fue Directora de calidad del laboratorio de ensayos del Centro Tecnológico del Granito, en Galicia, y, en el año 2018, se establece como consultora independiente (STEINN), trabajando para obras y proyectos de especial relevancia y con todo tipo de instituciones públicas y privadas.
Agradecimientos: agradecemos sus aportaciones al Sr. Reiner Krug, de la Asociación Alemana de la Piedra (DNV).
