TECNOLOGÍAS Versión impresa MATERIALES: LOS PÉTREOS

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1 TECNOLOGÍAS Versión impresa MATERIALES: LOS PÉTREOS

2 1. OBTENCIÓN 1.1. PROCESO Los materiales pétreos se obtienen a partir de las rocas. Estas rocas se encuentran como bloques, losetas, gránulos y fragmentos de distinto tamaño. Se utilizan para construcciones arquitectónicas o de obra civil, ornamentación, etc. Algunos materiales pétreos se utilizan sin apenas transformación. Podríamos resumir el proceso de obtención en los pasos siguientes, que en muchos casos se realizan en la misma cantera: 1. Extracción. Las rocas se arrancan de la corteza terrestre en la cantera, con máquinas o explosiones controladas. 2. Trituración. Se consiguen trozos homogéneos. 3. Cortado. Los bloques demasiado grandes se cortan para darles el tamaño adecuado. 4. Desbaste. Las rocas se pulen. 5. Acabado. Se eliminan irregularidades que hayan podido quedar. 6. Almacenamiento. Se guardan las rocas. 7. Transporte. Las rocas se llevan hasta la fábrica transformadora. 2. Propiedades de LOS PÉTREOS 2.1. Propiedades físicas Conductividad eléctrica La conductividad eléctrica es la propiedad que tienen los cuerpos de permitir el paso de la corriente. Cuanto mayor es la conductividad eléctrica de un material, más fácilmente se desplazan las cargas por su interior. Los pétreos bien secos son buenos aislantes eléctricos. LOS PÉTREOS 1

3 Conductividad térmica La conductividad térmica es la propiedad que tienen los cuerpos de transmitir el calor. Cuanto mayor es la conductividad térmica de un material, más fácilmente se transmite el calor a través de él. Los pétreos bien secos son buenos aislantes térmicos. Densidad La densidad es la cantidad de masa de material por unidad de volumen. En general, la densidad de los pétreos es alta, mayor que la del agua. Dilatación La dilatación es la variación relativa de las dimensiones de un material a causa de un cambio de temperatura. Se ha de tener muy en cuenta en la construcción de obra civil grande; como puentes, viviendas, edificios, etc. Punto de fusión El punto de fusión es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al estado líquido. Cada roca tiene un punto de fusión en función de su composición mineralógica y acostumbra a ser muy elevado. Fusibilidad La fusibilidad es una propiedad de los materiales que se refiere a la cantidad de calor que hay que aportarles para que se fundan. Para aumentar en un kelvin (grado centígrado) la temperatura de una unidad de masa de un material se necesita una cantidad determinada de calor, que es diferente en cada material. Esta cantidad se denomina calor específico. La fusibilidad tiene que ver tanto con el punto de fusión como con el calor específico, así como con alguna otra propiedad de los materiales. Higroscopicidad La higroscopicidad es la capacidad de un material para absorber o desprender humedad del medio. Por eso, los materiales que se utilizan en obras al exterior se han de tratar previamente. LOS PÉTREOS 2

4 Porosidad La porosidad es el cociente del volumen de poros entre el volumen total de material. Las rocas son porosas Propiedades mecánicas Tipos de esfuerzo Cuando, sobre un cuerpo, actúan fuerzas de cualquier clase, decimos que el cuerpo soporta un esfuerzo. La reacción de una pieza de un determinado material sometida a un esfuerzo depende de diversos factores: de la intensidad del esfuerzo, de las medidas de la pieza, del material del que está hecha y, también, del tipo de esfuerzo. Distinguimos los siguientes tipos principales de esfuerzos: Tracción La tracción es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que la estiran. Un esfuerzo de esta clase aumenta siempre la longitud de la pieza en la dirección de las fuerzas y, si es bastante intenso, reduce su sección transversal y, finalmente, la rompe. Compresión La compresión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que la aplastan. Un esfuerzo de esta clase reduce la longitud de la pieza en la dirección de las fuerzas y, si es bastante intenso, aumenta su sección transversal y, finalmente, la rompe. Flexión La flexión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de fuerzas que tienden a doblarla. Un esfuerzo de esta clase siempre hace que la pieza se curve y, si es bastante intenso, acaba por romperla. Cizalladura La cizalladura es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que se ejercen sobre puntos diferentes pero muy próximos, de manera que tiende a cortar la pieza. Un esfuerzo de esta clase siempre produce deformaciones en la pieza y, si es bastante intenso, acaba por romperla. LOS PÉTREOS 3

5 Torsión La torsión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas que tienden a retorcerla, a deformarla alrededor de un eje. Un esfuerzo de esta clase siempre produce deformaciones en la pieza y, si es bastante intenso, acaba por romperla Respuesta a los esfuerzos Cada material responde de una manera característica a los distintos tipos de esfuerzo, según su intensidad. A pesar de estas diferencias, pueden extraerse algunas conclusiones generales. A medida que la intensidad del esfuerzo aumenta, los materiales muestran primero sus propiedades elásticas, después sus propiedades plásticas y, finalmente, sus propiedades de resistencia. Elasticidad La elasticidad es la propiedad que tienen los materiales de deformarse cuando soportan un esfuerzo y volver a su forma inicial cuando dejan de soportarlo. Un material se comporta de manera elástica cuando padece esfuerzos de intensidad baja hasta un determinado límite, denominado límite de elasticidad, que es característico de cada material. Si se supera, la deformación se hace permanente y el material puede llegar a romperse. Plasticidad La plasticidad es la propiedad que tienen los materiales de conservar las deformaciones producidas por la acción de un esfuerzo cuando lo dejan de soportar. Un material se comporta de manera plástica cuando padece esfuerzos de intensidad superior a su límite de elasticidad para el tipo concreto de esfuerzo. Los materiales dúctiles permiten obtener varillas o hilos fácilmente. Resistencia La resistencia es la propiedad que tienen los materiales de soportar esfuerzos sin romperse. Sean cuales sean el material y el tipo de esfuerzo que se le aplique, finalmente se producirá la rotura. Respecto a la resistencia, la única cosa importante es la intensidad del esfuerzo que la provoca. Se dice que los materiales que soportan esfuerzos de una gran intensidad sin romperse son muy resistentes y que los materiales que se rompen con esfuerzos de intensidad baja son poco resistentes. LOS PÉTREOS 4

6 Otras propiedades mecánicas Dureza La dureza es la propiedad que tienen los materiales de oponerse a ser rayados o penetrados. Tenacidad La tenacidad es la resistencia a la rotura que presenta un material cuando se lo golpea. La respuesta de los materiales cuando los esfuerzos que se les aplican son súbitos es, en general, bastante diferente a la que muestran cuando se aplican poco a poco. Por lo tanto, esta respuesta se caracteriza mediante propiedades diferentes a la elasticidad, la plasticidad y la resistencia. Una de estas otras propiedades es la tenacidad. Cuando un material tiene muy poca tenacidad es decir, cuando se rompe muy fácilmente si se lo golpea se dice que es frágil. Fatiga La fatiga es la resistencia a la rotura que presenta un material cuando se lo somete a esfuerzos repetidos. Los materiales tampoco se comportan igual bajo esfuerzos cuando se los aplica repetidamente. En general, se necesita un esfuerzo más intenso para romper una pieza con una única aplicación que para romperla aplicándolo insistentemente. Maquinabilidad La maquinabilidad es una propiedad que se refiere a la facilidad con que un material puede ser mecanizado; es decir, trabajado. Es muy variable, ya que no sólo depende de las propiedades físicas y de determinadas propiedades mecánicas, sino también de otras cuestiones más prácticas. Soldabilidad La soldabilidad es la propiedad que tienen algunos materiales de unirse sólidamente entre ellos por efecto del calor y, en caso necesario, con la presencia de otros materiales adicionales Propiedades químicas Las propiedades químicas tratan sobre el comportamiento de un material en contacto con otras sustancias. Permeabilidad La permeabilidad es la propiedad que tienen los materiales de dejar pasar a través de ellos agua u otros fluidos. LOS PÉTREOS 5

7 Solubilidad La solubilidad es la propiedad que tienen los materiales de mezclarse de forma homogénea con otra sustancia, que actúa como disolvente. Oxidación La oxidación es la facilidad con que un material se combina con el oxígeno, formando una capa de óxido en su superficie Propiedades biológicas Las propiedades biológicas tratan sobre los efectos que un material produce sobre la vida y el medio ambiente. Reciclabilidad La reciclabilidad es una propiedad de los materiales que hace referencia a nuestra capacidad de transformar un producto usado en otro producto, con una nueva vida útil. En general, el nuevo producto no será del mismo tipo que el anterior. Es importante hacer énfasis en que la reciclabilidad de un material depende fundamentalmente de nuestras capacidades técnicas: muchos materiales que hace un tiempo no podía decirse que fuesen reciclables, ahora sí lo son. Biodegradabilidad La biodegradabilidad es la propiedad que tienen los materiales de deteriorarse como consecuencia de las interacciones con el medio. Toxicidad La toxicidad es la propiedad que tienen los materiales de producir efectos negativos en los organismos. 3. CLASIFICACIÓN 3.1. Pétreos naturales Los pétreos naturales se utilizan sin apenas transformarlos, tal y como se extraen de la cantera. Rocas ígneas o eruptivas: Se han creado por solidificación del magma. Rocas sedimentarias: Se han creado por acumulación de fragmentos que se desprendieron de otras rocas por efecto de los agentes atmosféricos. LOS PÉTREOS 6

8 Rocas metamórficas: Se han creado a partir de rocas ígneas o eruptivas y sedimentarias por igual, como consecuencia de grandes presiones y temperaturas altas en la litosfera Rocas ígneas o eruptivas Granito Es una roca compuesta principalmente por cuarzo, feldespato y mica. Es muy abundante en la corteza terrestre, presenta tamaños de grano diferentes y resiste la acción de los agentes atmosféricos. Revestimientos, pavimentos, zócalos, encimeras, columnas, escaleras, etc. Basalto Es una roca compuesta. Es muy abundante en la corteza terrestre, de grano fino, color oscuro y resiste la acción de los agentes atmosféricos. Pavimentación, revestimientos, decoración, monumentos, esculturas, etc Rocas sedimentarias Grava Se obtiene por fragmentación natural o artificial de otras rocas, como el granito, caliza, basalto, cuarzo, etc. Cubrimiento, allanamiento y drenaje del suelo, fabricación de hormigón, etc. Arenisca Se obtiene por fragmentación natural o artificial de otras rocas, como el cuarzo, yeso, coral, feldespato, etc. Es muy porosa y puede almacenar una gran cantidad de humedad. Fabricación de hormigón, sillería y mampostería. LOS PÉTREOS 7

9 Arcilla Se crea a partir de la descomposición natural de rocas que contienen feldespato. Es de grano diminuto y su color depende de las impurezas. En contacto con el agua aumenta de volumen y se vuelve plástica, además tiene una gran capacidad para absorberla. Fabricación de cemento y cerámica. Caliza Es una roca compuesta por calcita e impurezas y los ácidos la atacan fácilmente. Fabricación de cemento, sillería y mampostería Rocas metamórficas Pizarras Es una roca que procede de arcillas metamorfoseadas. Es de grano fino, resiste la acción de los agentes atmosféricos y permite la división en placas delgadas. Revestimiento, principalmente de tejados. Mármol Es una roca que procede normalmente de las calizas, compuesta por calcita e impurezas. Resiste la acción de los agentes atmosféricos y presenta una gran variedad de colores y manchas. Escultura, encimeras, etc. LOS PÉTREOS 8

10 3.2. Pétreos transformados Los pétreos transformados se obtienen a partir de pétreos naturales. Cerámicos Se obtienen a partir de la arcilla, moldeándola y cociéndola después en un horno a temperaturas elevadas y, en general, fundiendo materiales pétreos. Tienen un punto de fusión alto, son buenos aislantes térmicos y eléctricos, y resisten la acción de los agentes atmosféricos. Construcción y ornamentación. Aglomerantes y conglomerantes Son capaces de unir elementos diferentes por transformaciones físicas y químicas, y dan cohesión al conjunto. Material de unión Cerámicos Los cerámicos se obtienen a partir de arcillas seleccionadas que se moldean y se cuecen a temperaturas distintas. Porosos Son permeables y presentan un aspecto terroso y áspero cuando se quiebran. Ladrillos, baldosas, tejas, etc. Impermeables Son impermeables y presentan un aspecto vítreo cuando se quiebran. Ladrillos vitrificados, baldosas, vajillas, etc. LOS PÉTREOS 9

11 Porosos Ladrillo Pieza con forma paralelepípeda rectangular. Muros, paredes, arcos, pilares, etc. Teja Pieza con forma acanalada, que también puede ser plana. Tejados Baldosa Pieza con diferentes formas, diseños y acabados. Suelos, paredes, etc. Loza Se fabrica a partir de arcillas blancas, que se cuecen, se esmaltan y se vuelven a cocer otra vez, para conseguir un acabado brillante. Platos, tazas, fuentes, jarrones, materiales sanitarios, etc. Refractarios Soportan temperaturas elevadas sin fundirse ni deformarse. Electrocerámicas, etc. LOS PÉTREOS 10

12 Impermeables Azulejos Pieza de poco grosor; con una cara de arcilla cocida para fijarla en la pared y la otra de esmalte vitrificado que queda visible. Superficies interiores y exteriores, decoración, etc. Gres Se suele esmaltar y luego se cuece a temperaturas muy elevadas, es impermeable y resiste a la acción de los agentes atmosféricos. Material sanitario, industria eléctrica, paredes, etc. Porcelana Se moldea y se seca antes de cocerse a temperaturas muy elevadas, es impermeable, translúcida y resiste a la acción de los agentes atmosféricos. Material sanitario, industria eléctrica, decoración, vajillas, etc. Vidrio Está formado por arena de cuarzo y se moldea a altas temperaturas. Es impermeable, buen conductor térmico, buen aislante eléctrico y resiste a la acción de los agentes atmosféricos. Ventanas, puertas, lentes, lunas de coche, vasos, botellas, decoración, etc. LOS PÉTREOS 11

13 Aglomerantes y conglomerantes Cemento Se obtiene a partir de arcilla, rocas calcáreas y otras sustancias que se mezclan, cuecen y muelen para obtener un polvo muy fino. Es el más importante en construcción. Cal Se obtiene a partir de piedras calcáreas. Construcción, siderurgia, metalurgia, industria química, fabricación de azúcar, fertilizantes, depuración de agua, etc. Yeso Se obtiene a partir de la piedra de yeso. Tabiques, techos, recubrimientos de paredes interiores y exteriores, blanqueos, esculturas, etc Materiales de unión Los materiales de unión son una mezcla de aglomerantes y conglomerantes, agua y, en determinados casos, áridos. Pasta Sólo lleva aglomerante, conglomerante y agua. Blanqueos sobre revestimientos interiores y exteriores, sujeción temporal de elementos de obra (baldosas, barandillas, marcos de puertas y ventanas, etc.), estucados, etc. LOS PÉTREOS 12

14 Mortero Lleva uno o más conglomerantes y aglomerantes, agua y arena. Tabiques, fijación de elementos de obra, restauración, paredes de ladrillo, mampostería, etc. Hormigón Lleva cemento, agua, arena y grava. Cimientos, escaleras, columnas, muros, edificios y obras de gran envergadura, etc. 4. Herramientas para los MATERIALES PÉTREOS Toda la información que, en la versión web, se halla en este apartado está disponible en el capítulo dedicado por completo a hablar de las herramientas. 5. Trabajo de los pétreos 5.1. Uso de herramientas y seguridad Cuando se trabaja, deben respetarse las siguientes normas : Han de utilizarse siempre herramientas de buena calidad. Las herramientas deben usarse para la función que fueron diseñadas. Las herramientas se tienen que conservar limpias y ordenadas. Las herramientas para medir deben colocarse protegidas del resto. Las herramientas de corte deben estar bien afiladas. Han de guardarse en cajas o fundas y con el filo bien protegido. Es preciso utilizar los elementos de protección (gafas, guantes y mascarilla) en aquellas operaciones en las que represente un riesgo trabajar sin ellos. Gafas En general son de plástico resistente. Protegen los ojos y las partes de la cara próximas a ellos. Deben utilizarse siempre que exista riesgo de desprendimiento de material; por ejemplo, mientras se taladra y se amuela. LOS PÉTREOS 13

15 Guantes Acostumbran a ser de piel de bovino. Protegen las manos de cortes. Mascarilla Protege las vías respiratorias en ambientes polvorientos. Se aconseja utilizarla mientras se trabaja con morteros, se amuela, se pinta y se barre Tacos de fijación y anclaje Un taco de fijación o anclaje es un tubo que se empotra en la pared o en el techo, y por el que se introduce un tornillo para colgar algún objeto. Plástico Cuando se introduce el tornillo por el taco, la parte trasera se ensancha y queda fijo. Metálico Cuando se introducen el tornillo y el taco en el agujero, la parte trasera se ensancha y queda fijo. Adhesivo o químico El agujero se rellena con el anclaje químico y se introduce el tornillo. Pasado un tiempo, la resina se endurece y el tornillo queda fijo. De aletas Cuando se introduce el tornillo y se gira, las aletas del taco se abren y queda fijado Técnicas de acabado El acabado consiste en la aplicación de productos para proteger los pétreos, realzar y cambiar su aspecto y hasta su tacto. Barnices o lacas Pueden ser naturales o sintéticos, transparentes, brillantes o mates. Una vez aplicados y secos, forman sobre la superficie una capa protectora que es resistente a humedades y pequeños golpes. Pinturas Sus componentes básicos son un colorante o pigmento y un aglutinante. Colorantes o pigmentos Elementos que proporcionan el color. Se producen con materias químicas orgánicas en forma de polvos, o con determinados óxidos metálicos. LOS PÉTREOS 14

16 Aglutinantes Productos químicos (aceites, resinas) que cuando se mezclan con los colorantes, permiten obtener la pintura. Facilitan el secado y la adherencia, y crean una capa protectora. Imprimaciones Es un proceso previo a la pintura que facilita su adherencia. Estucados Es un proceso de recubrimiento de paredes con una pasta, el estuco, que crea una capa protectora sobre la superficie Normas Las operaciones de tintado, barnizado y pintura requieren esmero y seguir unas pautas previas a la operación final. Preparar la superficie Después de terminar bien la superficie, es preciso eliminar el polvo, restos de material y suciedad. Protección Durante el proceso de acabado es necesario utilizar elementos de protección. Imprimación Consiste en aplicar sobre la superficie un producto sellador para favorecer la adherencia de los productos que se aplican después. Aplicación del producto Debe realizarse con los útiles adecuados dependiendo del tipo de superficie. Hay que esperar a que se seque para aplicar otra capa, si es preciso. Conservación y limpieza Cuando el proceso termina, hay que limpiar los útiles, dejarlos secar, cerrar bien los envases y guardar todo en su lugar REDUCIR, REUTILIZAR Y RECICLAR Las 3R: pétreos y medio ambiente Daos cuenta de la cantidad de materiales pétreos que nos envuelven: edificios, asfalto, cristales, cerámica, etc. No olvidéis la regla de las tres erres: reducir, reutilizar y reciclar. Ésta es vuestra contribución para ayudar a cuidar el planeta. LOS PÉTREOS 15

17 Reducir Para reducir al máximo la producción de basura innecesaria, tenemos que utilizar los materiales de forma correcta. Procuraremos, en la medida de lo posible: No utilizar máquinas herramienta si podemos hacerlo a mano. Así reducimos el gasto de energía de manera importante. Reducir la emisión de polvo cuando fabricamos morteros. No malgastar el mortero. Porque si dejamos que fragüe y luego lo necesitamos, tendremos que volver a hacerlo Reutilizar Antes de empezar un trabajo es preciso ver qué necesitamos, qué tenemos y qué podemos volver a utilizar. Procuraremos, en la medida de lo posible: No hacer compras innecesarias. En algunos puntos de reciclaje, podemos encontrar baldosas, azulejos, etc. Compartir el material entre compañeros y compañeras. Reutilizar envases de cristal. Marcar la medida exacta del material que se necesita. Generar menos residuos Reciclar Procuraremos: Adquirir y comprar productos reciclables. Depositar los productos reciclables en los lugares y contenedores indicados. Llevar productos con materiales de difícil recuperación (restos de mortero, de azulejos, arcilla endurecida, etc.) a contenedores o puntos de recogida especial. LOS PÉTREOS 16