Propiedades y Petrografía de la Piedra Natural: Aplicaciones en Construcción y Restauración

LECCIÓN 9: LA PIEDRA NATURAL

1. GENERALIDADES

Las rocas son agregados de minerales formados por procesos naturales (exógenos y endógenos), a través de los cuales han adquirido sus características. Las principales son: los minerales que presentan (**mineralogía**) y su modo de agregación (**textura**).

Ambas características están englobadas en la petrografía, donde también se incluye la composición química. Se pueden dividir en:

• Ígneas: Plutónicas (granitos) / Volcánicas (Basaltos)
• Metamórficas: Mármoles y pizarras
• Sedimentarias: Areniscas, calizas y dolomías

Las más utilizadas son las sedimentarias, aunque últimamente, con procesos de extracción más costosos, también muchas plutónicas y metamórficas.

Las rocas son materiales poco homogéneos, con anisotropías y discontinuidades, pero hay que evitar que la roca matriz lo sea.

2. PETROGRAFÍA

2.1 TEXTURA: SISTEMA POROSO

Dependiendo de la disposición de los componentes de las rocas:

• Texturas cristalinas: Formas más o menos poliédricas, formando un mosaico. Ígneas y metamórficas.
• Texturas cementadas: Granos minerales unidos por una fase aglomerante, también se llaman texturas detríticas. Sedimentarias.

Un aspecto fundamental es la existencia de huecos, su volumen, su tamaño, forma y sus comunicaciones. Dos tipos:

• Medios figurados: Espacios vacíos planares, valores de porosidad bajos, huecos bien comunicados.
• Medios porosos: Huecos equidimensionales comunicados por otros de menor tamaño, valores de porosidad altos, variabilidad en cuanto al grado de comunicación de poros.

Para la observación del sistema poroso: técnicas microscópicas.

2.2 MINERALOGÍA

Casi todas las rocas poseen un número reducido de minerales distintos. Los más abundantes son:

• Cuarzo, feldespato, mica: Silíceas (granitos, areniscas, pizarras).
• Calcita y dolomita: Carbonatadas (mármol, calizas, dolomías).

Relación estrecha entre la composición mineral y la composición química.

2.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA

Los componentes principales son: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Dos tipos:

• A) SILÍCEAS: Si, y en porcentajes menores: Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Granitos, areniscas y pizarras.
• B) CARBONATADAS: C, Ca, Mg. Mármoles, calizas, dolomías.

3. PROPIEDADES FÍSICAS

3.1 COLOR

Es una propiedad compleja, ya que varía con: tiempo, observador, radiaciones, iluminación, acción del agua y contaminantes.

Los dos factores a controlar son los cambios de luz y humedad que pueden afectar a la roca. También el color depende de la composición, textura y estructura. Se puede medir de distintas formas:

• Cualitativa: Clasificación visual subjetiva.
• Semicuantitativa: Clave alfanumérica regida por patrones.
• Cuantitativa: Parámetros numéricos con técnicas instrumentales.

Las cartas de colores están basadas en el sistema Munsell.

3.2 POROSIDAD: DISTRIBUCIÓN POROMÉTRICA

Es el parámetro más significativo, por su influencia en las restantes propiedades físicas, químicas, durabilidad y calidad. Se distinguen porosidad abierta y cerrada. Se estudia el tamaño, forma y distribución, mediante curvas de distribución, por la técnica de inyección de Hg (se inyecta Hg en los poros).

3.3 PROPIEDADES HÍDRICAS

Comportamiento frente al H₂O. Su estudio ayuda a interpretar:

• Los procesos de alteración, y posterior deterioro.
• La durabilidad, resistencia.
• El comportamiento mecánico.

Estos comportamientos se tienen en cuenta a la hora de hacer obras de restauración, evaluar la idoneidad de ciertos tratamientos consolidantes o de limpieza…

A) ABSORCIÓN/DESORCIÓN DE AGUA

Las rocas absorben H₂O por diversos mecanismos, y luego la desalojan. Cuanto menor sea la absorción y mayor y más rápida la desorción, menos problemas habrá.

B) ABSORCIÓN DE VAPOR DE H₂O: HIGROSCOPICIDAD

Las rocas en contacto con ambiente húmedo tienden a ponerse en equilibrio con él: absorben el H₂O, que luego expulsan cuando aumenta la evaporación. El comportamiento higroscópico depende de: humedad ambiental, presencia de minerales y sales en la roca, y configuración del sistema poroso. Cuando los poros son muy pequeños, el H₂O puede condensarse en el interior.

C) ABSORCIÓN DE AGUA POR SUCCIÓN CAPILAR

La cantidad de H₂O absorbida está en relación con la porosidad abierta. Este hecho es importante en el basamento de los edificios, más expuestos a la succión por su proximidad al suelo. La succión provoca un progresivo deterioro y debilitamiento.

D) EXPANSIÓN HÍDRICA: HINCHAMIENTO

Algunas rocas expanden con más humedad y contraen con menos. Esto es irrelevante en muchos casos, pero puede llegar a provocar tensiones internas que causen figuraciones (pizarras y areniscas).