Piedras de Construcción: Aplicaciones, Acabados, Deterioro y Preservación

1. Usos de las Piedras

Las piedras se usan en construcción desde la antigüedad; la mayoría de templos y fuertes antiguos de India se construyeron con ellas. El Taj Mahal, Fuerte Rojo, Jama Masjid, Parlamento, Secretaría Central y Rashtrapati Bhavan en Delhi, y muchas otras estructuras prominentes son ejemplos espléndidos. Hoy siguen siendo material básico para hormigón y ladrillos.

Usos Principales

1. Estructura: Cimentaciones, muros, columnas, dinteles, arcos, cubiertas, suelos, cursos antihumedad.
2. Cara Vista (Face-Work): Apariencia masiva. Muros de ladrillo con revestimiento de piedra en tonos deseados = mampostería compuesta.
3. Pavimentación: Suelos de edificios (residenciales, comerciales, industriales), carreteras, aceras.
4. Material Básico: Desintegradas para hormigón, zahorras, cementos calizos, piedras artificiales, bloques huecos.
5. Misceláneos: Balasto ferroviario, fundente en altos hornos, bloques para puentes, pilas, estribos, muros contención, faros, presas.

Declive en Popularidad

Las piedras pierden popularidad como material de construcción porque:

1. Labra = tediosa, laboriosa, lenta.
2. Piedras de resistencia/calidad deseada no fácilmente disponibles a precios moderados, especialmente en llanuras.
3. Alternativas (H.A., acero) = más resistentes, menos voluminosas, más durables, aptas para edificios altos e importantes.
4. Estructuras de piedra no pueden diseñarse racionalmente como H.A. o acero.

2. Cama Natural de las Piedras (Natural Bed)

Definición

Las piedras provienen de rocas con plano de división distinto por donde se parten fácilmente. Este plano = cama natural, indicando el plano donde la piedra sedimentaria se depositó originalmente. No necesariamente horizontal.

• Rocas sedimentarias: fácil observar/localizar cama natural (planos de estratificación).
• Rocas ígneas: cama natural de poca importancia y difícil determinar.

Importancia

Regla general: dirección de cama natural de piedras sedimentarias ⊥ a dirección de presión. Esto da máxima resistencia.

Detección: verter agua y observar dirección de capas; lupa; operario experimentado por resistencia al cincel. Piedras se rompen fácilmente junto a camas naturales.

Colocación según Cama Natural

• Arcos: Camas naturales radiales (Fig. 2-1). Empuje del arco actúa normal a camas.
• Cornisas, impostas, etc.: Parcialmente sin apoyo → camas verticales. No vale para piedras de esquina; mejor usar piedras sin cama natural.
• Muros: Camas horizontales (Fig. 2-1).

3. Labra de Piedras (Dressing)

Tras extracción, se cortan a tamaños y superficies adecuados. Proceso = labra, para:

1. Aspecto deseado
2. Transporte fácil/económico desde cantera
3. Adecuación a mampostería
4. Aprovechar mano de obra local cerca cantera

Tipos según Lugar

• Labra en cantera: Ventajas: mano de obra barata; clasificación por trabajos; eliminación partes irregulares/rugosas → menos peso, transporte fácil; cama natural destacada; piedra fresca = blanda (savia) → labra fácil.
• Labra en obra: Acabados finales.

Variedades de Acabados

1. Acabado a hacha (Axed): Piedras duras (granito) con hacha.
2. Acabado a bujarda/bujardado (Boasted/Droved): Bujarda (cincel ancho ~60 mm) hace marcas paralelas no continuas (horizontales, inclinadas, verticales).
3. Margenes cincelados (Chisel-Draughted Margins): Para juntas uniformes: márgenes escuadrados, a pico o chaflanados.
4. Acabado circular: Superficie redonda (columnas).
5. Acabado arrastrado/peinado (Dragged/Combed): Arrastrar peine (acero con dientes) en todas direcciones. Solo piedras blandas.
6. Acabado acanalado (Furrowed): Margen ~20 mm hundido en bordes; parte central sobresale ~15 mm con ranuras verticales/horizontales ~10 mm. Para destacar esquinas (quiones).
7. Acabado moldeado (Moulded): Forma deseada para mejorar apariencia. Manual o máquina.
8. Acabado a martillo (Hammer-Dressed): Cuadrados/rectangulares aproximados con martillo Waller. Sin esquinas agudas/irregulares, superficie comparativamente pareja → buen encaje en mampostería.
9. Acabado liso (Plain): Superficie aproximadamente lisa con sierra o cincel.
10. Acabado pulido (Polished): Mármoles, granitos, etc. pulidos a mano o máquina.
11. Acabado punzonado (Punched): Depresiones con punzón → serie huecos y crestas.
12. Acabado reticulado (Reticulated): Apariencia red (Fig. 2-15). Margen ~20 mm en bordes; hundidos irregulares en espacio encerrado. Margen ~10 mm alrededor hundidos (profundidad ~5 mm). Herramienta puntiaguda marca superficie hundida → aspecto picado.
13. Acabado frotado (Rubbed): Frotar piedra con piedra o máquina. Agua y arena abundantes aceleran proceso.
14. Acabado escobillado (Scabbling): Proyecciones irregulares removidas con martillo escobillado → labra rough.
15. Acabado a cincel (Tooled): Cincel deja marcas paralelas continuas (horizontales, inclinadas, verticales).
16. Acabado cara natural/roca/cantera (Self-Faced/Rock-Faced/Quarry-Faced): Algunas piedras de cantera ya tienen superficie lisa → colocadas directamente.
17. Acabado hundido (Sunk): Superficie hundida bajo nivel original: ranuras anchas, chaflanes, superficies inclinadas.
18. Acabado vermiculado (Vermiculated): Similar a reticulado pero hundidos más curvos → aspecto gusaneado.

4. Deterioro de las Piedras

Piedras con caras expuestas son atacadas por agentes atmosféricos causando deterioro.

Causas de Decadencia

1. Alternancia humedad-sequedad: Lluvia, escarcha, rocío mojan; sol seca. Piedras sometidas a esto se desgastan rápido.
2. Helada: Zonas frías/altura: humedad atmosférica en poros hiela → expansión → rotura.
3. Impurezas atmosféricas: Ácidos/humos en zonas industriales atacan carbonato cálcico → deterioro.
4. Organismos vivos: Gusanos/bacterias hacen agujeros, debilitan; secretan ácidos orgánicos corrosivos.
5. Migración de químicos: Piedras distintas juntas (caliza + arenisca): químicos de una migran a otra por acción atmosférica y la deterioran. Ej.: arenisca bajo caliza → químicos bajados por lluvia dañan arenisca. Caliza granular + magnesiana → granular deteriora por absorción sulfato Mg.
6. Naturaleza del mortero: Reacción química con constituyentes piedra → desintegración.
7. Agua de lluvia: Acción física (humedecimiento-secado alternado → desintegración) + química (CO₂, H₂S absorbidos → ácidos atacan piedra).
8. Variaciones temperatura: Subida = expansión; bajada = contracción. Frecuentes → tensiones internas → deterioro fácil.
9. Crecimiento vegetal: Trepadoras/árboles en juntas → raíces atraen humedad, mantienen húmeda, intentan expandir → aceleran decadencia.
10. Viento: Partículas finas polvo a alta velocidad golpean superficie → desgaste. Viento permite entrada agua a poros con fuerza; al helar, expande y rompe.

5. Retardación de la Decadencia

Precauciones para retardar acción de agentes meteorológicos:

1. Piedras silíceas compactas: Solo estas para superficies exteriores de edificios importantes. Textura cristalina densa. Areniscas con cemento silíceo sí; calizas/areniscas calizas textura abierta no, en zonas industriales.
2. Revestimientos exteriores: Edificios ordinarios: enfoscado o rejuntado en construcción.
3. Juntas: Todas completamente rellenas → estructura sólida sin huecos.
4. Camas naturales: Piedras colocadas sobre sus camas naturales.
5. Calidad piedras: Preferir terminadas, pulidas, bien labradas vs. rugosas.
6. Piedras estacionadas: Frescas contienen savia → aceleran decadencia. Estacionar tiempo suficiente exponiéndolas antes de colocar.
7. Tamaño piedras: Grandes en lo posible → minimizar juntas (puntos débiles, entrada agua/humedad).
8. Lavado con agua: Superficies expuestas limpias; lavar regularmente.

6. Preservación de Piedras

La decadencia de piedras de calidad inferior se previene en parte con preservantes aplicados en superficies.

Propiedades de Preservante Ideal

• Impide penetración humedad
• No desarrolla color objectionable
• Endurece suficientemente vs. agentes atmosféricos
• Penetra fácilmente en piedra
• Económico
• No corrosivo ni dañino
• Efectivo largo tiempo tras secado
• Aplicación fácil

No hay preservante único para todas las piedras. Elección requiere estudio cuidadoso según composición química y ubicación. Cada caso debe estudiarse antes de decidir.

Preservantes Comunes

1. Alquitrán de hulla (Coal Tar): Preserva pero color feo y absorbe calor solar → no se adopta generalmente (arruina belleza).
2. Aceite de linaza (Linseed Oil): Crudo (no altera tono, renueva cada año) o hervido (dura más, oscurece piedra).
3. Pintura: Sirve como preservante. Cambia color original. Aplicada a presión si se requiere penetración profunda.
4. Parafina: Sola o disuelta en nafta. Cambia color original.
5. Solución de alumbre y jabón: Alumbre ~0,75 N + jabón blando ~0,50 N en 1 L agua. Aplicada = preservante.
6. Solución de barita: Hidróxido bario Ba(OH)₂. Usada cuando decadencia por sulfato cálcico CaSO₄. Reacción: Ba(OH)₂ + CaSO₄ → BaSO₄ + Ca(OH)₂ Sulfato bario = insoluble, inalterable por atmósfera. Hidróxido calcio absorbe CO₂ → carbonato cálcico CaCO₃ → aumenta resistencia.

7. Piedras Artificiales (Artificial Stones)

También: piedras fundidas (cast stones) o reconstruidas (reconstructed stones).

Procedimiento General

1. Piedra natural triturada <6 mm.
2. Eliminar polvo de piedra.
3. Mezcla: 1,5 partes piedra 3-6 mm + 1,5 partes piedra <3 mm + 1 parte cemento (volumen).
4. Añadir pigmento para color deseado (≤15% peso cemento).
5. Añadir agua necesaria y mezclar a fondo.
6. Verter en moldes especialmente construidos.
7. Endurecer manteniendo superficie húmeda. Piedra artificial lista en bloque.
8. Pulir si requerido.
9. Cemento blanco en lugar de ordinario para tonos claros.

Formas de Piedras Artificiales

1. Hormigón: Cemento + árido fino + grueso + agua. In situ o prefabricado. Con acero = H.A. (hormigón armado).
2. Baldosas mosaico (Mosaic Tiles): Baldosas prefabricadas con chips mármol en superficie. Variados tonos, muy usadas.
3. Terrazo: Chips mármol + cemento. Baños, viviendas, templos.

Ventajas

• Cavidades para tuberías, cables.
• Ranuras para fijar accesorios.
• Moldeable a forma arquitectónica deseada.
• Pieza única → evita bloques grandes para dinteles, vigas.
• Más resistente que piedra natural.
• Barato/económico: tamaños pequeños aprovechados rentablemente.
• Igual de resistente a deterioro/desintegración por agentes atmosféricos (lluvia, helada).
• Más durable que piedra natural.
• Sin cama natural → no hay precauciones al respecto.