Los materiales pétreos son rocas en estado natural, es decir, materiales sólidos formados por uno o varios minerales que constituyen la corteza terrestre.

Propiedades de los Materiales Pétreos

Los materiales pétreos son muy resistentes a los esfuerzos de tracción y de compresión, aunque son frágiles y se rompen al golpearlos. Algunos pueden ser labrados. Otras propiedades importantes son:

• Dureza: Resistencia a ser rayados.
• Resistencia al desgaste: Resistencia a la fricción.
• Inoxidabilidad: No se oxidan.
• Comportamiento ante condiciones meteorológicas: Buena resistencia a las condiciones climáticas.

Debido a su elevado precio, los materiales pétreos han sido sustituidos en muchas aplicaciones por el hormigón armado.

Materiales Compuestos

Los materiales compuestos están formados por dos o más componentes: uno mayoritario (matriz continua) y otro minoritario (fase dispersa), que pueden ser fibras o partículas.

Materiales Reforzados por Partículas

El mortero se utiliza para colocar ladrillos y recubrir paredes. El hormigón es el material compuesto más importante en la construcción, y consiste en una pasta de cemento con arena (mortero) a la que se añade grava y agua.

Materiales Reforzados por Fibras

El asfalto se emplea en calzadas, y el adobe se ha utilizado tradicionalmente en la construcción de viviendas.

Otros Materiales de Construcción

• Cemento: Material de construcción compuesto de rocas calizas y arcillosas calcinadas y molidas que, al mezclarse con agua, forman un material fluido que se puede moldear fácilmente y que reacciona químicamente para dar lugar a un compuesto sólido y resistente.
• Lechada: Cemento + agua.
• Mortero: Arena + agua.
• Hormigón: Cemento + agua + arena + grava.
• Hormigón Armado: Cemento + agua + arena + grava + armadura.
• Asfalto: Mezcla de asfalto natural o sintético con áridos y otros aditivos. Se emplea en la construcción de carreteras, pavimentos de aparcamientos y aeropuertos.
• Adobe: Compuesto por una matriz de arcilla y elementos dispersos, como arena, paja, etc. Se amasan, moldean y se dejan secar al sol.

Proceso de Fabricación de Materiales Cerámicos

1. Deformación plástica: Se forma manualmente la arcilla húmeda con barbotina.
2. Torneado y calibrado: Mediante torno, se calibra utilizando una pieza denominada patrón.
3. Prensado: Material con poca humedad toma forma de matriz.
4. Extrusión: Pasa a través de una boquilla y da forma.
5. Colado: Barbotina se introduce en moldes de yeso y se obtienen piezas huecas.
6. Secado: Se dejan las piezas secar para eliminar el exceso de agua antes de la cocción.
7. Cocción: Piezas secas se hornean a 800-1000ºC.
8. Esmaltado y vitrificado: Algunas piezas se esmaltan y sufren otra cocción a 1000-2000ºC, lo que les confiere dureza y resistencia a los productos químicos.

Ejemplos de materiales cerámicos:

• Ladrillos: Fabricados con cerámica roja, macizos o con agujeros para disminuir peso y coste.
• Tejas: Piezas de cerámica que se emplean para recibir y canalizar agua en cubiertas de edificios (teja inferior o canal y superior o cobija).
• Bovedillas: Piezas de cerámica hueca que se colocan entre viguetas para formar techos. Encima se sitúa una malla de forjado y se vierte el hormigón.
• Azulejos o baldosas: Recubren paredes y suelos. La parte delantera es esmaltada, lo que aumenta su dureza e impermeabilidad, y la parte inferior es porosa para que se adhiera.

Vidrio

El vidrio es un material amorfo que se obtiene por solidificación rápida de una masa fundida de óxido de silicio y otros compuestos.

Tipos de Vidrios

• Sódico-cálcicos: En construcción, por ejemplo, ventanas.
• Plomo: Cristalería y objetos decorativos.
• Borosilicatos: Material de laboratorio.

Características de los Vidrios

• Impermeables.
• Muy duros y resistentes, pero frágiles y quebradizos.
• Transparentes, translúcidos u opacos (por impurezas o aditivos).

Fabricación de Botellas de Vidrio

1. Fusión: Las materias primas mezcladas se funden.
2. Moldeado: Se introduce una gota de vidrio fundido en un molde invertido, se sopla aire en su interior y el vidrio adquiere la forma del molde. Se invierte el molde y se obtiene la preforma.
3. Se introduce el segundo molde, se calienta y se sopla: la preforma adquiere la forma definitiva de la botella.
4. Recocido: Se abre el molde y la botella se traslada al horno de recocido, donde se enfría lentamente para evitar tensiones internas que pudieran causar roturas.
5. Control de calidad y expedición.

Clasificación del Vidrio

• Plano: Se obtiene por laminado o flotado. Se emplea en muebles.
• Templado: Tratado térmicamente, mayor dureza y resistencia a impactos (ej. mamparas).
• Laminado: Compuesto por láminas de vidrio adhesivo. Al romperse, no suelta fragmentos (ej. coches).
• Fotocromático: Oscurece al aumentar la temperatura o la radiación solar (ej. gafas).
• Electroóptico: Pierde transparencia cuando se aplica corriente eléctrica (ej. interiores de edificios).
• Tintado: Coloreado con óxidos metálicos (ej. decoración).
• Impreso y decorado: Tratado superficialmente (ej. vidrios translúcidos).
• Parallamas: Armado con malla metálica (ej. escaparates).
• Moldeado: Fabricado por molde (ej. vidrio curvado).

Materiales Pétreos: Origen y Tipos

Las canteras son explotaciones de donde se extraen las rocas a las que denominamos materiales pétreos, como el granito, la piedra caliza, la pizarra y el mármol. Suelen ser a cielo abierto, aunque en algunos casos son subterráneas.

1. Perforación y colocación de explosivos.
2. Voladura: el bloque de roca se desprende.
3. Recuadre y transporte a los talleres.

Tipos de Materiales Pétreos

Rocas Ígneas

Se forman por ascensión de una masa fluida de silicatos desde el interior de la tierra. Hay dos tipos: plutónicas y volcánicas.

• Granito (plutónica): Formada por cuarzo, feldespato y mica. Duro, denso, resistente a la compresión y al medio ambiente. Se puede pulir. Se usa en revestimientos de fachadas, pavimentación interior y exterior, fabricación de lápidas y encimeras en cocinas y baños.
• Piedra pómez (volcánica): Color oscuro, muy porosa, densidad baja, flota en el agua, aislante térmico. Se usa como aditivo en cemento y en agricultura para construir drenajes, también en filtros cosméticos y productos de limpieza.
• Basalto (volcánica): Color oscuro, grano fino, textura vítrea, dura, densa, resistente a la compresión, bajo coeficiente de dilatación térmica, no se daña en caso de incendio. Se emplea en adoquines, pavimentación, etc.

Rocas Sedimentarias

Se forman por sedimentación de fragmentos de rocas tras su transporte (dentríticas) o por sedimentación de compuestos en disolución acuosa o por concentración de sedimentos orgánicos (no detríticas).

• Arcilla: Tamaño del grano inferior a 0.06 mm. Al mezclarlo con agua es plástica. Por encima de los 800 grados cambian sus propiedades. Se usa para fabricar ladrillos, cerámica y muros de adobe o tapial.
• Caliza: Formada por precipitaciones de carbonato cálcico o por acumulación de fragmentos esqueléticos. Es muy sensible a la acción de la lluvia ácida, es blanda y se labra con facilidad. Empleada en la fabricación de cal, cementos y como material de construcción de fachadas y suelos.
• Conglomerado: (granos mayores de 2 cm).
• Grava: (entre 5 mm y 5 cm y con fragmentos sueltos). Se emplea triturado para usar en hormigón.
• Arenisca: (grano entre 0,02 y 2 mm). Poco resistente a la fricción, fácil de labrar. Se utiliza como material de construcción.
• Yeso: Formado por evaporación de sales en aguas marinas y lagunas. Muy blando, para la fabricación de molduras, escayolas y para revestir paredes.

Rocas Metamórficas

Se forman por transformación de otras rocas debido a fuertes presiones y temperaturas.

• Mármol: Transformación de caliza y otras rocas por un incremento de temperatura y presión. Variedad de colores, aspecto cristalino. Se puede tallar y pulir, es muy resistente a la intemperie. Se usa en revestimiento de paredes, pavimentos, encimeras y en escultura.
• Pizarras: Proceden de arcillas por aumento de temperatura y presión por enterramiento. Son muy oscuras, presentan una estructura en forma de hojas que permiten laminarlas. Son impermeables. Se usan en revestimientos de fachadas, cubiertas y pavimentos.

Formación del Cemento

1. Obtención de las materias primas.
2. Trituración.
3. Separación por tamaño y almacenamiento.
4. Dosificación y molienda.
5. Precalentamiento en ciclones.
6. Fabricación del clinker (horno, enfriador, molienda).
7. Fabricación del cemento final.
8. Envasado en sacos o distribución a granel.

Impacto Ambiental de la Fabricación de Vidrio

El vidrio se puede reciclar infinitas veces sin que pierda sus propiedades, pero hay que tener en cuenta que para la fabricación y conformación del vidrio se necesita mucha energía. Por lo que antes de llegar al reciclado es necesario:

1. Reducir el consumo: Se ha de considerar la compra a granel para reducir el consumo de materias primas y el gasto energético en producción.
2. Reutilizar: Usar envases retornables, frente a envases de un solo uso, garantiza la higiene de los productos a la vez que permite un ahorro energético y económico ya que se evita el reciclado.
3. Reciclar: Es necesario devolver en el contenedor verde los envases no retornables, las botellas sin tapón y los botes sin tapa. Copas, vasos, cerámica o porcelana, bombillas o espejos se deben llevar al punto limpio.

En la planta de reciclaje se separan los envases de vidrio del resto de los materiales. Después se realiza un triaje manual para asegurar que solo se introduce en el molino el vidrio. El de color se separa del transparente por medios ópticos y se vuelve a triturar. Así se obtiene el calcín que se puede emplear como materia prima en la fabricación de vidrio.