Material de construcció: el formigó

Ayer miércoles once de diciembre vino al café Antonio Aguado de Cea, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona (ETSECCPB)-UPC, para hablar de elementos de construcción e infraestructuras. Habló, básicamente, de su especialidad: el hormigón, y nos descubrió un mundo.

Los materiales de construcción más antiguos usados directamente, sin elaborar, solamente se les daba forma; entre ellos cabe mencionar la madera, la piedra, la arcilla o la paja. Pronto (hace quince siglos) se elaboraron materiales como el adobe, piezas a base de una mezcla de barro y paja secadas al sol. Los primeros ladrillos cocidos datan de hace seis mil años. Pero el hormigón llegó algo después.

La composición
El hormigón es una piedra artificial formada por cemento al que se agregan grava y arena; al añadir agua, las propiedades del cementocaliza (carbonato cálcico) y arcilla (silicatos de aluminio) calcinadas y posteriormente molidas, a las que se añade yeso (sulfato de calcio)- la mezcla endurece. Según el grano de la arena o de la grava se obtiene un hormigón más o menos compacto.

Cuanta más pequeña sea la grava, más compacto será el hormigón. Este
hormigón compacto se puede utilizar, por ejemplo, para suelos de hormigón
pulido (terrazo en piezas prefabricadas o pavimentos continuos de hormigón). Con un árido más grande obtendremos un producto más masivo, como el que se utiliza para cimentaciones y pilares. La posibilidad de mezclar el hormigón con algún tipo de aditivo para mejorar sus características, dependiendo del uso que se le vaya a dar a la mezcla.

Un kilo de hormigón cuesta 0,06€. Ningún material de construcción es más barato. Y como se adapta a cualquier forma (se puede moldear, se puede proyectar a la pared de un túnel, como ser realiza en el estucado de paredes), es un material muy versátil. El precio y la adaptabilidad le hacen un material difícil de substituir en construcción.

La resistencia
La principal característica estructural del hormigón es su resistencia a la compresión. Pero no tiene una buena resistencia frente a la tracción o la flexión; se puede fisurar. Por eso se suele usar con armaduras de acero, en forma de hormigón armado; el acero sí aguanta bien la tracción.

Para darle resistencia se debe compactar, como se compactan los castillos en la arena, para cerrar los poros que le hace más resistente. Cualquier hueco es susceptible de ser la entrada de substancias y recibir ataques externos porque entre agua con cloruros o sulfatos, por ejemplo, y dañar la mezcla endurecida.

El hormigón es como una estructura viva, que cambia con el tiempo. Los problemas con el hormigón surgen habitualmente por el agua. Bien en el momento de la fabricación, porque pierde agua y por tanto se contrae y pierde volumen (retracción), bien porque el agua, el CO2 u otras substancias penetran. Por eso, uno de los peores ambientes para el hormigón es una estructura marina. Y de todas las posibles situaciones – contacto aéreo con atmósfera marina, intermareal y sumergida- la peor es la intermareal porque recibe las mareas (cíclicamente está mojado y después seco) y las salpicaduras.


La historia
Material conglomerado, constituido por fragmento o polvo de una o varias sustancias (arena, arcilla, madera) prensadas y endurecidas con un aglutinante lo hay en la naturaleza, como el granito en Montserrat.
Pero pronto se descubrió que se podían mezclar elementos para obtener materiales de construcción. Los egipcios y griegos usaron pastas elaboradas con yesos o calizas. Los griegos le añadieron arena y tejas o ladrillos triturados, y emplearon tobas volcánicas de Santorini. Y surgió el hormigón. Los antiguos romanos utilizaron tierras y cenizas volcánicas del Vesubio, de la localidad de Pozzuoli; de manera que se denominaron puzolanas.


Durante la Edad Media el hormigón cayó en desuso. Se recuperó en el siglo XVIII y se volvió a generalizar su uso en construcción. El hormigón llegó a Cataluña y a la península porque lo trajo Francesc Macià. A principios de la década de 1890, como ingeniero militar, con grado de teniente coronel, en un viaje a Francia conoció el uso y lo trajo la patente para construir el depósito de Puigvert, en Lérida. Fue la primera estructura de hormigón construida en España y todavía permanece en uso.

Después se utilizó en infraestructura civil. Y se construyó en hormigón, primero el hotel Ritz de Barcelona y, después, el de Madrid. Y edificios en la nueva Vía Layetana, abierta en 1910. En el siglo XX, la industria del hormigón tuvo su auge. La posibilidad de utilizar materiales reciclados en el hormigón, disminuye el impacto ambiental de la industria del cemento. Esta secuencia: depósitos, ingeniería civil y construcción es la que siguieron casi todos los países, los humanos somos los últimos en recibir los experimentos, usamos las materias cuando ha estado probado en otras condiciones.

Construcciones de hormigón
Gaudí, que era un gran estructuralista y conocedor de los materiales, construyó con hormigón la caseta del conserje del Parque Güell, donde ahora se venden recuerdos y suvenires.

De hormigón son las baldosas de suelo de terrazo. Con capas de distinta finura en el grano, que forman las distintas capas. Y de hormigón son las barreras New Jersey (separadores de tráfico) de autopistas y autovías, estudiados para que si un coche se suba a ella, no cruce la calzada y evite, por lo tanto, un peligroso choque frontal; y para que al bajar no invada el carril contiguo que corre en paralelo. De hormigón es buena parte del mobiliario urbano.

Las centrales nucleares están construidas de hormigón, que tiene está revestido por una camisa metálica interior, que impide fugas de radiactividad (el hormigón es poco poroso pero no impermeable). Como siempre, la soldadura (junta entre las planchas de acero) es el lugar más crítico, como cualquier frontera. Por eso se realizan radiografías, para ver si las soldaduras están bien conseguidas. En situación de guerra, por ejemplo, cuando todo el acero ha de ir a armamento, se han llegado a construir barcos de hormigón.


De hormigón también es la Ciudad de la Justicia de Barcelona y L’Hospitalet, al que añadieron pigmento de diferentes colores, según el edificio.

Antonio ha participado en la revisión de distintos edificios construido con hormigón, que habían presentado algún problema; como la Casa Museo de Gaudí, en el Park Güell; el puente de María Cristina, en San Sebastián; Vil·la Joana, la Casa Museo de Mossen Cinto Verdaguer;

Ahora se está estudiando utilizar el hormigón como conductor de música y otras señales. O que pueda transmitir electricidad y derretir la nieve y el hielo de una carretera. También puede absorber CO2 y óxidos de nitrógeno (NOx).


Antonio, ¿cómo te dedicaste a estudiar el hormigón?
Muy fácil, a cara o cruz. Soy de Santander -la ciudad con la bahía más bonita del mundo- y había estudiado ingeniería allí. Al terminar, me quería quedar porque tenía una novia de ahí. Entonces el profesor dijo: “¿Quién quiere hacer una tesis?” y tres levantamos la mano. Uno tuvo asignado el tema, rápido. Entre los otros dos nos jugamos a cara o cruz el hormigón o un desarrollo matemático. Salió cara y me tocó hacer una tesis sobre el hormigón. Eso sí, después de haber hecho la tesis en FORTRAN, juré no tocar nunca más un ordenador y hasta hace trece años, lo conseguí!

Como todo tema en que te sumerges, me atrapó. Ahora evalúo construcciones de hormigón, que recupera su buena prensa gracias a la sostenibilidad. Y es fantástico, porque cada día aprendo algo.

A Antonio le sabe mal que, a pesar de todas las ventajas, el hormigón tenga mala prensa. Por eso quiere que nos llevemos a casa al menos un solo mensaje: “el hormigón es un material muy noble”.

Más información
Les estructures humanes: ponts, canals i ports, amb Antonio Marí (14/06/2019)

Imágenes: wikimedia commons