Propiedades y Aplicaciones Constructivas de la Piedra Natural

Propiedades Mecánicas

• Dureza: Resistencia de las rocas a ser rayadas o a sufrir deformación plástica permanente en su superficie. Es una consecuencia de la dureza de sus minerales constituyentes. Se puede medir de forma comparativa mediante la escala de Mohs. Las rocas cementadas (como areniscas o conglomerados) son generalmente menos duras que las cristalinas (como granitos o mármoles); entre estas últimas, los granitos suelen destacar por su elevada dureza.
• Resistencia a la Abrasión: Capacidad de la roca para resistir el desgaste superficial producido por fricción o rozamiento. Está directamente relacionada con la dureza de sus minerales. Las rocas carbonatadas (como mármoles o calizas) se desgastan más fácilmente que las rocas silíceas (como granitos o cuarcitas).
• Resistencia al Choque (Tenacidad): Capacidad de un material para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse bajo un impacto. Algunas rocas consideradas "blandas" pueden presentar mayor tenacidad que rocas muy duras pero frágiles.
• Resistencia a Compresión: Máxima tensión de compresión que una roca puede soportar antes de fallar (aplastarse). Depende crucialmente de factores como la composición mineralógica, la textura (tamaño, forma y disposición de los granos), la porosidad (volumen de huecos), el contenido en agua y el grado de meteorización (alteración). Las rocas cristalinas suelen ser más resistentes a compresión que las cementadas. Es fundamental tener en cuenta las posibles anisotropías estructurales, es decir, la variación de la resistencia según la dirección en que se aplique la carga respecto a la estructura interna de la roca (estratificación, esquistosidad).
• Resistencia a Tracción: Máxima tensión de tracción que una roca puede soportar antes de fallar (romperse por estiramiento). Generalmente, es mucho menor que la resistencia a compresión (a menudo entre 5 y 20 veces menor). Se determina mediante ensayos de tracción directa (difíciles de ejecutar) o, más comúnmente, de tracción indirecta, como el ensayo brasileño (compresión diametral de un cilindro). Factores como las anisotropías, la presencia de fisuras preexistentes y el contenido en agua influyen significativamente en este valor.
• Resistencia a Flexión: Capacidad de la roca para soportar cargas aplicadas perpendicularmente a su eje longitudinal, que inducen tensiones tanto de tracción como de compresión en la pieza. Se suele evaluar mediante ensayos de flexión en tres o cuatro puntos, aplicando una carga sobre una probeta prismática apoyada en sus extremos.

Propiedades Térmicas

• Calor Específico: Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de la roca en un grado Celsius (o Kelvin). Las rocas, en general, poseen un calor específico relativamente alto y, por tanto, una elevada inercia térmica. Esto significa que tardan tiempo en calentarse y enfriarse, contribuyendo a la estabilidad térmica de los edificios construidos con ellas.
• Conductividad Térmica: Medida de la capacidad de un material para conducir el calor. Depende de las características intrínsecas del medio rocoso, como la mineralogía y la estructura. En general, la conductividad térmica de las rocas es baja comparada con los metales, pero superior a la de los aislantes térmicos comunes. Disminuye notablemente al aumentar la porosidad, ya que el aire atrapado en los poros es un mal conductor del calor.
• Expansión Térmica (Dilatación): Aumento de dimensiones que experimenta la roca al aumentar su temperatura. Esta dilatación, si es restringida o diferencial (entre distintas partes de una estructura o entre distintos materiales), puede generar importantes tensiones internas, capaces de provocar fisuración o daños. El coeficiente de dilatación térmica (cambio relativo de longitud por grado de cambio de temperatura) depende de:
  • Temperatura: El coeficiente puede variar con el rango de temperatura considerado.
  • Porosidad: La presencia de poros puede influir en el comportamiento global de la expansión.
  • Mineralogía: Cada mineral constituyente tiene su propio coeficiente de dilatación. La expansión global de la roca es el resultado combinado de la expansión de sus minerales. Diferencias significativas entre ellos pueden generar microfisuras internas con los ciclos térmicos.

Uso de la Piedra en Edificación

Extracción

El método de extracción se elige en función de la dureza de la roca y las características geológicas del yacimiento. Las rocas más blandas (mármoles, calizas, areniscas) pueden extraerse mediante corte con herramientas mecánicas (rozadoras, perforadoras, hilo diamantado). Para las rocas duras (granitos, basaltos), a menudo se recurre a voladuras controladas con explosivos, diseñadas para fragmentar la roca en bloques manejables minimizando el daño al material útil. La situación del yacimiento (cantera a cielo abierto, explotación subterránea) también condiciona las técnicas empleadas.

Desbaste

Primera fase de labra que se realiza, habitualmente en la propia cantera, para dar una forma aproximada al bloque extraído, eliminando las partes más irregulares y dejando un cierto exceso de material (a menudo 2 o 3 cm) para las fases posteriores de labra. Se realiza tradicionalmente a golpe de herramientas manuales como martillo y puntero, escoda, maza y pico.

Corte

Proceso mediante el cual se dimensionan los bloques o se obtienen piezas (tablas, chapas) con medidas más precisas. Se utilizan máquinas como telares (conjunto de flejes o sierras paralelas), cortadoras de disco diamantado, máquinas de hilo diamantado, o métodos tradicionales basados en el uso de cuñas introducidas en perforaciones alineadas.

Talla

Fase de labra fina en la que se da la forma y el acabado superficial definitivo a la pieza de piedra. Se emplean diversas herramientas manuales o mecánicas según la textura deseada: puntero (acabado punteado), cincel (acabado liso o rayado), gradina (rayado paralelo), escafilador (para ajustar aristas), bujarda (acabado rugoso y homogéneo), martillina, etc.

Taladrado

Operación de realizar perforaciones en la piedra, ya sea para facilitar el corte (con cuñas), para anclajes, para paso de instalaciones, etc. Se utilizan herramientas manuales como el berbiquí (para rocas muy blandas) o, más comúnmente, taladros y martillos perforadores equipados con brocas especiales (con puntas de carburo de tungsteno -widia- o segmentos de diamante).

Preparación y Puesta en Obra

Conjunto de reglas y buenas prácticas al colocar la piedra como elemento constructivo:

• Proporciones: En sillería, se recomienda que la longitud de la pieza (soga) no sea inferior a su altura (h) ni excesivamente grande (no más de 4-5 veces h) para asegurar una buena estabilidad y reparto de cargas.
• Aparejo: Disposición ordenada y lógica de las piezas (sillares, sillarejos, mampuestos) en el muro o elemento constructivo para garantizar la trabazón (enlace mecánico) entre ellas, tanto en sentido longitudinal como transversal, asegurando la estabilidad del conjunto.
• Juntas: Espacio entre piezas contiguas, que se rellena con mortero. Deben ser lo más delgadas y uniformes posible (en sillería de calidad, idealmente menores de 1 cm), y estar completamente llenas de mortero, evitando coqueras o bolsas de aire que reducirían la resistencia y durabilidad.
• Colocación de Rocas Sedimentarias: Salvo indicación contraria (ej. en dovelas de arcos), estas rocas deben colocarse "a lecho" o "a tabla", es decir, con sus planos naturales de estratificación en posición horizontal, que es como ofrecen mayor resistencia a las cargas verticales habituales en un muro.

Formatos Comunes de la Piedra en Construcción

• Sillar: Bloque de piedra, generalmente de forma paralelepipédica, con todas sus caras labradas a escuadra. Sus dimensiones suelen ser tales que requieren medios mecánicos para su manipulación (el texto original menciona lados > 40 cm como referencia). Su colocación ordenada y con juntas finas conforma la fábrica de sillería, considerada de gran calidad y resistencia.
• Sillarejo: Pieza de piedra similar al sillar pero de menor tamaño, labra más tosca y dimensiones que permiten su manejo manual. Forma la fábrica de sillarejo, a menudo con juntas más gruesas que la sillería.
• Mampuesto: Piedra de forma irregular, tal como se extrae de la cantera o con una labra muy somera para obtener caras de asiento o de paramento más o menos planas. Su peso permite manejarla con una o dos manos (el texto original menciona fábricas de mampostería, que pueden ser ordinarias (sin orden aparente), concertadas (con algo de ajuste), careadas (con la cara vista más plana), etc.
• Ripio: Fragmentos pequeños de piedra, de forma irregular, utilizados para rellenar los huecos entre mampuestos mayores en las fábricas de mampostería, para acuñarlos, mejorar su asiento y reducir el consumo de mortero.
• Chapa o Placa: Pieza de piedra de poco espesor (normalmente entre 1 y 5 cm) y gran superficie, obtenida por corte de bloques. Se utiliza fundamentalmente como revestimiento (aplacado) de fachadas, paramentos interiores o solados, fijada a un soporte base. Su uso se ha generalizado por permitir un aprovechamiento óptimo de piedras ornamentales y reducir el peso y coste en comparación con las fábricas macizas.
• Teja (de pizarra): Laja delgada de pizarra u otras rocas fácilmente exfoliables (como algunas filitas o esquistos), de diversas formas (rectangulares, redondeadas, etc.) y tamaños, utilizada tradicionalmente para la cubrición de tejados, especialmente en zonas con climas lluviosos y cubiertas de fuerte pendiente.
• Losa: Placa de piedra, generalmente de mayor espesor que la chapa (típicamente > 3 cm), con una cara superior preparada para ser transitable (con diversos acabados: serrado, apomazado, flameado, abujardado, etc.). Se destina principalmente a la pavimentación de espacios exteriores (aceras, plazas) e interiores.
• Adoquín: Bloque de piedra labrada, de forma sensiblemente prismática o troncopiramidal y tamaño manejable, destinado a la pavimentación de calzadas, calles peatonales y plazas, formando una superficie resistente, duradera y permeable si las juntas se rellenan adecuadamente.
• Bordillo: Pieza prismática alargada de piedra, de sección generalmente rectangular, trapezoidal o con biseles, utilizada para delimitar y confinar áreas pavimentadas (aceras, calzadas, isletas, jardines), contener empujes laterales, salvar pequeños desniveles o formar rigolas para la conducción de aguas superficiales. Cuando se colocan enrasados con el pavimento se denominan a veces encintados.
• Peldaño: Elemento constructivo que forma los escalones de una escalera. Puede ser una pieza maciza (enteriza) de piedra, especialmente si se utiliza una roca resistente, o estar compuesto por dos piezas más delgadas: la huella (placa horizontal donde se pisa, similar a una losa) y la tabica (placa vertical que cierra el frente del escalón, similar a una chapa). Esta última solución es común cuando se usan rocas menos resistentes, se busca aligerar la estructura o por razones estéticas.