Materiales de Construcción

¿Qué son los materiales de construcción? 

El material de construcción es una materia prima o, con más frecuencia, un producto elaborado empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.

¿Cuáles son las características y propiedades de los materiales de construcción? 

Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias primas abundantes y de bajo costo. Por ello, la mayoría de los materiales de construcción se elaboran a partir de materiales de gran disponibilidad como arena, arcilla o piedra.

Además, es conveniente que los procesos de manufactura requeridos consuman poca energía y no sean excesivamente complicados. Esta es la razón por la que el vidrio es considerablemente más caro que el ladrillo, aun cuando ambos provienen de materias primas tan comunes y abundantes como la arena y la arcilla, respectivamente.

Los materiales de construcción son muchos y muy variados, por lo que también lo son sus características, pero hay entre ellos una constante: son duraderos. Dependiendo del uso que se les vaya a dar, además, deberán satisfacer otros requisitos, tales como la dureza, la resistencia mecánica, la resistencia al fuego o la facilidad de limpieza.

Por norma general, ningún material de construcción cumple simultáneamente todas las necesidades requeridas; la arquitectura, la ingeniería y las demás disciplinas relacionadas con la construcción son las encargadas de combinar los materiales para satisfacer adecuadamente las exigencias de cada obra. 

Para utilizar y combinar adecuadamente los materiales de construcción, los proyectistas deben conocer sus propiedades. Las características de los materiales de construcción pueden variar de fabricante en fabricante, aunque siempre deben garantizar unos requisitos mínimos. Las hojas de especificaciones de cada producto, elaboradas por los fabricantes, deben tenerse presentes durante toda la fase de desarrollo de los proyectos.

Entre las distintas propiedades de los materiales se encuentran las siguientes:

Densidad: relación entre la masa y el volumen.

Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua.

Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la temperatura.

Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso del calor.

Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar esfuerzos.

Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el esfuerzo.

Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo.

Rigidez: la resistencia de un material a la deformación.

Regulación de los materiales de construcción

En los países europeos, los materiales de construcción están regulados por una serie de códigos y normativas que definen las características que deben cumplir, así como su ámbito de aplicación.

El propósito de esta regulación es doble: por un lado, garantiza unos niveles de calidad mínimos en la construcción, y por otro permite a los arquitectos e ingenieros conocer de forma más precisa el comportamiento y las características de los materiales empleados.

Las normas internacionales más empleadas para regular los materiales de construcción son las normas ISO. En España existe la entidad certificadora AENOR con el propósito de velar por los materiales.

¿Cuáles son los tipos de materiales de construcción?

Atendiendo a la materia prima utilizada para su fabricación, los materiales de construcción se pueden clasificar en diversos grupos:

Pétreos

Derivados de piedras que se obtienen de la naturaleza. La piedra se puede utilizar directamente sin tratar o como materia prima para crear otros materiales. Entre los tipos de piedra, y sus derivados, más empleados en construcción destacan: granito, mármol, caliza, pizarra, arenisca, grava, cal, yeso, cemento, mortero, hormigón, arena, vidrio. 

Cerámicos

La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene, además de dióxido de silicio, óxidos de aluminio y agua, pero su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda es de consistencia plástica. La arcilla, mezclada con polvo y otros elementos del propio suelo, forma el barro, material que se utiliza de diversas formas. Cuando la arcilla se calienta a elevadas temperaturas (900 °C o más), esta se endurece, creando los materiales cerámicos como: ladrillo, teja, gres, azulejos, etc.

Metálicos

Los más utilizados son el hierro y el aluminio. El primero se alea con carbono para formar

acero, que se emplea en estructuras por sí solo o con hormigón, formando entonces el hormigón armado. Otros metales empleados en construcción son: cobre, zinc y titanio.

Orgánicos

Fundamentalmente la madera y sus derivados, aunque también se utilizan (o se han utilizado en la historia de la construcción) otros elementos orgánicos vegetales, como paja, bambú, corcho, lino, elementos textiles o incluso pieles animales.

Sintéticos

Fundamentalmente plásticos derivados del petróleo, aunque frecuentemente también se pueden sintetizar. Son muy empleados en la construcción debido a su inalterabilidad, lo que al mismo tiempo los convierte en materiales muy poco ecológicos por la dificultad a la hora de reciclarlos. También se utilizan alquitranes y otros polímeros y productos sintéticos de diversa naturaleza. Los materiales sintéticos se usan en una gama inmensa de productos, como: aglomerantes, sellantes, impermeabilizantes, aislantes, o también en forma de pinturas, esmaltes, barnices.

Datos curiosos sobre la evolución de los materiales de construcción

La gran pirámide de Guiza (2560 a.C.) fue durante siglos la estructura más alta en el mundo, y en ella podemos ver una de las contribuciones más importantes para el diseño de cualquier edificio: la modulación. Las piedras se cortaron en medidas que permitieron su transporte y colocación. Actualmente todos los materiales de construcción están modulados para facilitar su montaje y evitar desperdicios.

En la antigua Mesopotamia se trabajó con otro material: el ladrillo, con el que se construyeron las primeras ciudades. Además, al aplicar esmaltes al ladrillo, se tuvo uno de los primeros ejemplos de integración plástica. En Mesoamérica la evidencia de las pirámides revela una obsesión por lograr una representación de su universo simbólico en tres dimensiones, utilizando piedra y ladrillos de barro.

En Roma se logró un adelanto impresionante con otro material que parece casi milagroso: la puzolana, un polvo que, mezclado con agua, se convierte en piedra. Ese material permitió la construcción de los principales edificios y obras públicas de los romanos, especialmente del Panteón (125 d.C.), con una bóveda que aún asombra a los visitantes.

En 1851 se celebró en Londres la primera Gran Exposición de los Trabajos de la Industria de todas las Naciones (mejor conocida como Gran Exposición). Para el evento, se construyó el Palacio de Cristal, en cuya construcción se utilizó hierro para la estructura y vidrio para cubrir el edificio. El edificio contó con el primer proceso de prefabricación, la modulación de sus materiales y un ensamblado en tiempo récord.

Las Grandes Exposiciones, o Exposiciones Universales, siguieron creando estructuras impresionantes con materiales novedosos para la época, que estaban destinadas a ser obras efímeras, pero que en algunos casos perduraron en el tiempo y se convirtieron en íconos de sus países. El ejemplo más famoso es la Torre Eiffel, construida para la Exposición Universal de 1889.

En España, Ferrovial ha llevado a cabo extraordinarias obras de arquitectura e ingeniería utilizando, inicialmente, el hormigón armado, pero manteniéndose siempre a la vanguardia en materiales, técnica y capacidad de respuesta a las necesidades de infraestructura.