Materiales pétreos naturales: clasificación, formas comerciales y ensayos

Introducción a los Materiales Pétreos Naturales

TEMA 15: Materiales petreos naturales: clasificación, formas comerciales aplicaciones, y ensayos.

1. Introducción 2. Clasificación de los materiales pétreos naturales 2. 2.1 Rocas ígneas 2. 2.2 Rocas sedimentarias 2 2.3 Rocas metamórficas 3 3. Formas comerciales de los materiales pétreos naturales 3.1 Bloque 3 3.2 Láminas y placas 3 3.3 Arenas y gravillas 3 3.4 Otros productos elaborados 6 4. Aplicaciones de los materiales pétreos naturales 6 4.1 En la construcción de obras civiles. 6 4.2 En la arquitectura 6 4.3 En infraestructuras 6 4.4 En otros usos industriales 7 5. Ensayos de los materiales pétreos naturales 7 5.1 Ensayos mecánicos 7 5.2 Ensayos físicos 7 5.3 Ensayos térmicos 7 5.4 Ensayos químicos 7 8 6.1 Métodos Tradicionales de Extracción 8 6.3 De la Roca Madre a la Piedra Comercializada: Procesos de Tratamiento 8 6.4 Anclajes y Grandes Formatos 9 7.1 Introducción a los Avances en la Investigación 10 7.3 Materiales Pétreos en la Tecnología y la Industria 7.4 Avances en el Uso de los Materiales Pétreos Naturales en Biomedicina 11 7.5 Avances en Investigación Medioambiental 11 7.6 Nuevas Tendencias en la Fabricación de Piedra Artificial 12 8. Impacto del cambio climático en los materiales pétreos naturales 12 9. Desafíos y perspectivas futuras en la industria de los materiales pétreos naturales 12 10. Conclusión 13 11. Normativa y Bibliografía 13 11.1 Normativa relevante: 13 11.2 Bibliografía: 13 1 de 13 6.2 Métodos Modernos de Extracción 8 10 7. Avances en la investigación de nuevos usos de los materiales pétreos naturales 7.2 Nuevas Aplicaciones en la Construcción y Arquitectura 10 11 6. Procesos de extracción y tratamiento de los materiales pétreos naturales 2. 31. Introducción Los materiales pétreos naturales son aquellos extraídos directamente de la naturaleza, generalmente utilizados en construcción y edificación. Estas rocas, por sus características de resistencia, durabilidad y estética, son fundamentales para diversos tipos de obras, tanto en estructuras como en acabados ornamentales. Entre los materiales pétreos naturales más comunes se encuentran el granito, mármol, caliza, arenisca y pizarra. La importancia de estos materiales radica en su versatilidad y capacidad para resistir las condiciones más exigentes del entorno, lo que los convierte en una opción preferida para muchas aplicaciones en la edificación civil y arquitectónica. En los últimos años, debido a los cambios en los aranceles y políticas comerciales, se han abierto nuevas posibilidades para la explotación de estos materiales en España. Los aranceles actuales, que afectan principalmente a los materiales importados, han incentivado la apertura de minas locales. Esto no solo ha favorecido la economía minera española, sino que también ha permitido un mayor aprovechamiento de los recursos nacionales, reduciendo la dependencia de materiales provenientes de otros países y mejorando la competitividad de los materiales pétreos españoles en el mercado internacional.

Clasificación de los Materiales Pétreos Naturales

2. Clasificación de los materiales pétreos naturales Los materiales pétreos naturales se pueden clasificar principalmente según su origen geológico, que a su vez influye en sus propiedades físicas y mecánicas, lo que determina sus aplicaciones en la construcción. A continuación, se detallan las principales categorías y sus características:

Rocas Ígneas y sus Aplicaciones

2.1 Rocas ígneas Las rocas ígneas se forman a partir de la solidificación del magma o lava que asciende desde el interior de la Tierra. Estas rocas son conocidas por su dureza y resistencia, lo que las hace muy apreciadas en la construcción de estructuras que deben resistir altas cargas y condiciones extremas. Los ejemplos más representativos son el granito y el basalto.

• Granito: Es una de las rocas más conocidas y utilizadas en la construcción, especialmente en superficies de alta resistencia, como pavimentos, encimeras y muros. Se compone principalmente de cuarzo, feldespato y mica, lo que le otorga su dureza y resistencia a la abrasión. Es especialmente útil en ambientes exteriores debido a su resistencia a la intemperie.
• Basalto: Similar al granito, pero con una mayor densidad y menor porosidad. Se utiliza principalmente en pavimentos y revestimientos de fachadas, especialmente en zonas urbanas donde el tráfico es elevado.

Rocas Sedimentarias y sus Usos

2.2 Rocas sedimentarias Las rocas sedimentarias se forman por la acumulación de partículas minerales y orgánicas que se compactan con el tiempo. Son más fáciles de trabajar que las rocas ígneas y tienen aplicaciones que varían según su composición y resistencia. Los ejemplos más comunes son la caliza, la arenisca y la pizarra.

• Caliza: Es una roca muy utilizada en la construcción de muros, pavimentos y fachadas. Su uso es común en el sector de la construcción de obras públicas debido a su facilidad para ser moldeada y tallada. Además, es utilizada en la producción de cal, un material básico para la fabricación de cemento.
• Arenisca: Es muy apreciada por su estética y se utiliza en elementos ornamentales como pavimentos, fachadas y esculturas. A pesar de ser una roca de menor dureza que el granito, su porosidad la hace adecuada para aplicaciones en las que se requiere un material más ligero y fácil de cortar. 2 de 13
• Pizarra: Es una roca metamórfica de origen sedimentario que se caracteriza por su capacidad para dividirse en láminas finas. Se usa en tejados, pavimentos y revestimientos interiores, especialmente en aplicaciones arquitectónicas debido a su capacidad para proporcionar un acabado elegante y duradero.

Rocas Metamórficas y su Valor Decorativo

2.3 Rocas metamórficas Las rocas metamórficas se originan por la alteración de otras rocas bajo condiciones extremas de temperatura y presión. Son altamente resistentes y estéticamente apreciadas, especialmente en aplicaciones decorativas. El mármol es el ejemplo más conocido de esta categoría.

• Mármol: Es una roca metamórfica derivada de la caliza que ha experimentado una recristalización debido a las altas temperaturas y presiones. El mármol es ampliamente utilizado en arquitectura y construcción debido a su aspecto elegante, su durabilidad y su capacidad para ser pulido. Se utiliza en encimeras, suelos, columnas y esculturas.

Formas Comerciales de los Materiales Pétreos Naturales

3. Formas comerciales de los materiales pétreos naturales Los materiales pétreos naturales se comercializan en diferentes formas que facilitan su manejo y aplicación en la construcción. Las formas más comunes incluyen:

Bloques de Piedra y sus Aplicaciones

3.1 Bloques Los bloques de piedra son grandes piezas de roca que se extraen directamente de las canteras y se cortan o se procesan para su uso en la construcción de estructuras y pavimentos. Los tamaños de los bloques varían dependiendo de la aplicación, pero suelen ser de gran tamaño para proyectos de gran escala. Los bloques pueden ser de granito, mármol, caliza o basalto, dependiendo de las características requeridas.

• Aplicaciones: Los bloques se utilizan principalmente en la construcción de muros de gran resistencia, pilares, cimentaciones y estructuras subterráneas. También se emplean en la fabricación de elementos decorativos como monumentos y esculturas.

Láminas y Placas en Construcción

3.2 Láminas y placas Las láminas y placas son materiales cortados de la roca en formas más delgadas y manejables, y se utilizan principalmente en revestimientos y pavimentos. Estas formas comerciales permiten un mayor control sobre las dimensiones y la estética del material. Las láminas pueden tener un grosor de pocos milímetros hasta varios centímetros.

• Aplicaciones: Se utilizan en revestimientos de fachadas, pavimentos interiores, encimeras y suelos. El mármol y el granito son particularmente populares en este formato debido a su belleza y resistencia.

Arenas y Gravillas en la Construcción

3.3 Arenas y gravillas La trituración de rocas más grandes produce productos como arenas y gravillas, que son fundamentales en la producción de concreto y en diversas aplicaciones de construcción de pavimentos y elementos estructurales. Estas formas comerciales son versátiles y se utilizan en gran cantidad de proyectos.

• Aplicaciones: La arena y la gravilla se utilizan principalmente en la fabricación de hormigón, mezcla de morteros, cimentaciones, y como material de relleno en obras de construcción.

Debido a la importante y directa repercusión en nuestra familia profesional, detallaré el proceso de obtención de este formato: La grava es uno de los componentes clave en la fabricación de hormigón, junto con el cemento y el agua. Su función principal es proporcionar volumen y resistencia estructural al hormigón, contribuyendo a la durabilidad y estabilidad de las construcciones. La grava se obtiene de canteras y se clasifica según su tamaño, tipología y características, lo que influye en su uso específico en diferentes tipos de hormigón.

Tipologías de Grava para Hormigón

3.3.1 Tipologías de Grava La grava utilizada en la fabricación de hormigón se clasifica principalmente según el tamaño de sus partículas. A continuación se describen las principales tipologías de grava para hormigón:

• Grava fina (o arena gruesa): o Tamaño: Partículas de entre 4 mm y 8 mm de diámetro. o Usos: Se emplea principalmente en la fabricación de hormigones ligeros o de baja densidad, y en aplicaciones donde se requiere una mayor fluidez en la mezcla. También se utiliza en trabajos de relleno y en la fabricación de pavimentos decorativos.
• Grava media: o Tamaño: Partículas de entre 8 mm y 16 mm de diámetro. o Usos: Es la grava más comúnmente utilizada en la mayoría de los hormigones estructurales. Proporciona un equilibrio adecuado entre resistencia y manejabilidad en la mezcla. Se emplea en la construcción de estructuras como cimentaciones, losas, y muros.
• Grava gruesa: o Tamaño: Particulas de entre 16 mm y 32 mm de diametro. o Usos: Se utiliza en hormigones de alta resistencia y en estructuras de gran carga, como puentes, viaductos y grandes cimentaciones. También se emplea en la fabricación de hormigones para pavimentos de alta resistencia al desgaste.
• Grava de mayor tamaño (grava extragrande): o Tamaño: Partículas mayores a 32 mm de diámetro. o Usos: Se utiliza en aplicaciones especiales donde se requiere una mayor resistencia a la compresión, como en grandes bloques de hormigón para contención o en el hormigón de túneles y grandes estructuras industriales.

Proceso de Obtención de Grava

3.3.2 Proceso de Obtención de Grava La obtención de grava para la fabricación de hormigón se realiza a través de procesos mineros y de tratamiento en canteras, con los siguientes pasos clave:

• Extracción en cantera: La grava se extrae de canteras a cielo abierto, donde se realiza la perforación y voladura de la roca madre para obtener bloques grandes de piedra. Estos bloques se transportan a plantas de procesamiento para su trituración y clasificación.
• Trituración y clasificación: o Trituración primaria: La roca extraída se somete a un primer proceso de trituración para reducir su tamaño. Este proceso se realiza con trituradoras de mandíbulas, que reducen el material a un tamaño manejable. o Trituración secundaria: Posteriormente, el material triturado pasa por una segunda trituración, con trituradoras de cono o impactores, que reducen las partículas a tamaños más pequeños según las especificaciones requeridas para la grava. o Clasificación: Una vez triturado el material, se clasifica en diferentes tamaños utilizando tamices de malla para separar las partículas según su tamaño. Este proceso garantiza que la grava cumpla con los estándares de tamaño necesarios para cada tipo de hormigón.
• Lavado: En algunas canteras, la grava pasa por un proceso de lavado, especialmente si contiene altas concentraciones de arcilla o impurezas. El lavado ayuda a eliminar partículas finas que pueden afectar la calidad del hormigón. 4 de 13