LA TIERRA CONSTRUCTIVA. Al albañil.

Nota del autor.- Este libreto trata de como mejorar las cualidades de la tierra comprimida mediante el uso de geopolímeros. Dirigido al maestro albañil con el fin de ayudarle a desarrollar un criterio objetivo sobre la metodología a emplear.

SUMARIO.

INTRODUCCIÓN DEL AUTOR.

EL MOMENTO SOCIAL.

TIPOS DE TIERRA.

¿CÓMO SABER QUE ARCILLA NOS INTERESA?.

CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL.

GEOPOLÍMEROS.

INTRODUCCIÓN.

Mi experiencia de campo en el uso de la materia natural proviene de la restauración del patrimonio arquitectónico, en concreto, de los revestimientos o, mejor dicho, de la capa de sufrimiento. Esta capa recibe este nombre porque es la que soporta las agresiones medio ambientales para proteger la fábrica, el muro, y gran parte de su eficiencia y estabilidad depende de la calidad de la propia fábrica.

Por eso estudié los métodos constructivos, para sugerir una fábrica que me interesara para que mis acabados fueran de calidad. Pero no siempre lo he conseguido, básicamente porque el constructor tenía otros intereses digamos, presupuestarios, y no siempre he conseguido llegar a tiempo de sugerir ciertas calidades antes o en el inicio del desarrollo del proyecto.

Esto provocaba situaciones en las que mis revestimientos tenían más calidad que la propia fábrica, sobre todo las de moderna factura, por lo que me hice la pregunta, ¿y si pudiera trasladar la calidad del revestimiento a la propia fábrica consiguiendo que todo fuera una misma masa?. Pues mi sorpresa fue que antaño se hacía en lo que se conoce como la tapia de tierra comprimida en la que la fábrica, la tapia, queda descubierta y con calidad suficiente para soportar agresiones del clima.

Toda la información sobre referencias de este tipo de construcción se encuentran documentadas en el campo de la arqueología, demostrando que su estabilidad en el tiempo merece ser un ejemplo de sostenibilidad.

Además, si veis una tapia de tierra comprimida, os daréis cuenta de la indudable calidad estética de la tectónica de la tierra. Este aspecto monolítico del muro se convierte en una referencia básica del lenguaje visual del espectro mineral porque ofrece una sensación de seguridad que no ofrecen otros sistemas constructivos.

Tratamos de establecer un hilo conductor entre los métodos tradicionales basados en las cales y arcillas, o lo que es lo mismo, calcio y feldespatos, y el uso de geopolímeros basados en los silicatos, en la sílice, con el objetivo de perfeccionar el sistema. La metodología no cambia sustancialmente mientras que se especializa por el apoyo de moderna tecnología para las ayudas a la producción.

Siempre hablamos de unir diferentes materias, partículas, para conseguir un comportamiento específico de esa masa a la que hemos dado forma. El trabajo de los silicatos abre un abanico muy amplio de posibilidades en el campo de la construcción de la arquitectura.

Entonces, mi idea es trasladaros un concepto sobre la tierra que permita más usos cotidianos. Ese concepto es la petrificación, o sea, convertir la tierra en piedra, pero antes necesitamos contextualizar, porque no sería la primera vez que una buena idea no encuentra su momento.

EL MOMENTO SOCIAL.

Lo mejor que nos puede pasar es que haya una demanda de mercado que podamos solucionar. Hoy, la demanda viene promocionada bajo el concepto de la Economía Circular, cuyo éxito depende del uso coherente de las materias primas naturales a un nivel rural o regional.

Si observamos qué materias naturales son las más abundantes, fáciles de explotar, y que podemos reciclar continuamente, es fácil concluir que son el agua y la tierra. Aunque es inevitable hablar del agua, no entraremos en detalle en este documento porque merece un apartado tan específico como extenso, de manera que hablaremos de la tierra. Este aspecto nos dice que estamos en primera linea de la solución porque nuestro oficio trata de construir y se puede convertir en un mecanismo imprescindible para cumplir con los preceptos de la Economía Circular.

El problema del concepto de la Economía Circular es que es una sugerencia comandada por profesionales que saben QUÉ hay que hacer pero no saben COMO hay que hacerlo porque para ello necesitarían una experiencia de campo que no tienen. Llegará un momento en que la pregunta será, “bueno, y esto, ¿quién lo hace” y la respuesta será, no lo se, porque se ha abandonado desde hace tanto tiempo el promover la innovación en los oficios, que la letanía generada es muy difícil de romper, o de incorporar nuevas situaciones, ahora que necesitamos gente con buenas manos, buena intención y atrevimiento. No sé si es buen momento para pedir esa actitud, pero lo que si os puedo decir es que de las crisis se sale haciendo cosas.

COMO hacer las cosas depende de la optimización de unos métodos. Mi propuesta es trasladar la experiencia de campo al mercado dirigiéndome expresamente al responsable único y final de que exista una obra con calidad, o sea, el albañil maestro de obra para que en ese proceso de innovación no cometa errores, que siempre van a ser caros.

Lo interesante de esta situación es que el uso de la tierra y la información recogida en los oficios, se encuentran en el mundo rural, por lo que cualquier optimización de los métodos de trabajo, redundará en el enriquecimiento de la Cultura y Economía Local. Como ejemplo, el individuo se enriquece personalmente porque deberá aumentar el número de relaciones profesionales de otros sectores dedicados, o a la explotación y/o a la manipulación de los recursos naturales, lo que fortalecerá la red social.

Parece ser buena idea que los artesanos y pequeñas empresas vuelvan del ostracismo de las zonas industriales para interactuar, de nuevo, con sus vecinos, nutriendo y reforzando el patrimonio inmaterial. La puesta en servicio de esta idea cumpliría con 11 de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible propuestos por Naciones Unidas.

Estas empresas trabajan en el Primer Sector de la Producción, diagnosticando la materia natural para hacer acopio de ella según un diseño preestablecido, y en el Segundo Sector de la Producción, manipulando y manufacturando productos y bienes de consumo. Por eso su actividad es transversal a gran parte de los intereses de su comunidad.

Aún así, como podéis imaginar, petrificar la tierra es un concepto de tal disrupción en el mercado que, aun habiendo vestigios claros del uso de geopolímeros en la antigüedad, la falta de referencias contemporáneas, el “no se ha hecho antes” genera desconfianza en el mercado. Si queremos ofrecer una solución que no genere dudas, necesitamos una narrativa sin fisuras y, sobre todo, que podamos demostrar.

Esta narrativa ha de basarse en términos de confort, seguridad y estética porque son los pilares más importantes en el momento de rendir cuentas ante el cliente y/o la dirección facultativa como promotores y diseñadores de la idea. El círculo se cierra, o los preceptos de la Economía Circular se cumplen cuando realizamos un ejemplo demostrativo viable.

Confort.- El confort abarca varios temas como la iluminación, el recorrido y la decoración. Nosotros hemos de procurar un espacio con una estabilidad térmica rondando los 20 ºC y una estabilidad de la humedad rondando el 60 % sin contar con tecnología para aclimatar. Para conseguir esto necesitamos sistemas transpirables que permitan compensar la presión atmosférica exterior con la del interior para que el muro esté húmedo el menos tiempo posible. Lo que aísla de los cambios de temperatura externos es el aire que queda ocluido en la masa del muro cuando se compensan las presiones. La madera es un buen caso de ejemplo de esta característica.

Cuando hacemos un mortero, la condición principal es mezclar los sólidos con agua para poder ser aplicados con cierta comodidad. Durante el proceso de endurecimiento, esa agua desaparece dejando oquedades que serán ocupadas por cristales minerales que aportan dureza al conjunto. Aún así, siempre queda algo de aire en la masa por muy compacta que esta sea.

Si estudiamos cual es el sistema constructivo de arquitectura que más confort ofrece, es fácil llegar a la conclusión de que es una cueva, salvando la escasez de luz solar, claro. Una cueva puede ser de tierra o piedra, tienen una humedad y temperatura constante, y es fácil eliminar materia orgánica como insectos o hongos.

El sistema constructivo que propone la construcción con tierra apisonada sería extraer las cualidades de la cueva para edificar donde nos interese. En términos de confort, con una inversión creciente en tecnología para la aclimatar en la medida que nos alejamos de la tierra cruda para construir muros menos eficientes, planteo el siguiente orden general de mejor a peor. La cueva de tierra o piedra, la tierra comprimida, los muros de mármol de las termas romanas, el muro de piedra seca, y sistemas de ladrillo macizo y perforado, etc. Nosotros vamos a prestar toda la atención a la tierra comprimida porque nos atañe por oficio.

Lo interesante de la tierra con arcilla es su capacidad de retener un cierto grado de humedad del aire en la masa del muro, enfriando el aire que está en movimiento, en convección. Por ello, es muy aconsejable en latitudes calientes y secas.

Seguridad.- En términos de dureza, no hay mucho que discutir. Una tapia tradicional de tierra estabilizada con cal, que ofrece durezas de 3 en la escala de Mhös, comparado con una tapia de geopolímero, que frece durezas de 5 en la escala de Mhös, me parece que la duda sea resuelta.

En términos de salud, cuando antes comentamos que el muro ha de estar húmedo el menos tiempo posible es porque la humedad estancada genera vida bacteriana que alimenta a hongos e insectos. Además, para la misma razón, los sistemas minerales se consideran alcalinos por naturaleza dada la presencia de metales y tierras alcalinas. El porcentaje de hidrógeno, o PH, se sitúa entre 7 y 8 en sistemas basados en cales o 9 y 10 en sistemas basados en silicatos. En un sistema alcalino no prolifera la vida bacteriana. Este dato, junto la posibilidad de mantener el muro seco por transpirabilidad, es muy importante para evitar afectar al sistema respiratorio o las mucosas.

Estética.- Como comentábamos en la introducción, el lenguaje visual de una arquitectura mineral, sobre todo en lo referente a la tierra, lo tenemos incrustado en nuestro adn entendiéndolo como natural. Siempre nos sorprende su contundencia, su aspecto monolítico. Trasladar las diferencias de textura y color de la tierra en su estado original en la naturaleza, a la arquitectura, deja claro el refuerzo al diseño de linea que ofrece el tacto visual de la tierra. El ojo táctil disfruta con la experiencia.

Aparte del color y textura, la forma se beneficia de la evolución en el trabajo con geopolímeros porque se consiguen piezas muy delgadas y ligeras como no ha sido posible hasta ahora. Además, la capacidad de los geopolímeros como coloide, permite la introducción de fibras naturales aumentando las posibilidades de diseño. Profundizaremos en este último aspecto en el apartado concreto del sumario referido a cargas y estructura del compuesto.

A notar que hay tierras muy adecuadas para fabricar compuestos muy resistentes a las agresiones en los medios marinos. El trato del agua y su canalización puede hacerse con diseños orgánicos y/o geométricos como la arquitectura misma.

No rivaliza con la estética que se puede conseguir con ácidos grasos, el efecto lupa característico de las superficies con agua encapsulada, como una hoja de árbol. Es un lenguaje visual del mundo vegetal cuando nosotros hablamos del lenguaje visual del mundo mineral. La ventaja es que un mineral no puede funcionar de manera óptima sobre una superficie vegetal, pero un compuesto vegetal si puede funcionar de manera óptima en una superficie mineral. Esta ventaja permite diseñar teniendo en cuenta la sensación de frío – mineral con templado – vegetal.

Con todo, se hace difícil pensar en un material mejor para crear una arquitectura de aspecto natural, amable con nuestros sentimientos y que convierta nuestro espacio más íntimo en algo con lo que nos sintamos identificados.

TIPOS DE TIERRA.-

Tradicionalmente, se ha medido la utilidad constructiva de la tierra dependiendo de la cantidad de arcilla que lleva. La arcilla se comporta como un coloide (cola), o aglutinante, que engancha o une áridos y arenas porque tiene la tendencia a crear grumos que solidifican. Es el aglutinante tradicional en el mundo de la construcción. Las arcillas son consecuencia de la degradación del feldespato, mineral abundante en la superficie de La Tierra, en cuanto pasa por un proceso de hidrólisis, o contacto permanente con el agua, como en el caso de las cuencas pluviales. Lo que a lo mejor no sabemos es que hay varios tipos de arcilla, aunque trabajaremos con dos, la illita y la caolinítica.

La arcilla illita, fácilmente identificable por el color rojo, ocre o verde, es la utilizada tradicionalmente para construir y hacer cerámica, mientras que la arcilla caolinítica está en la gama de blancos y no se utiliza tradicionalmente para construir porque no se comporta como un coloide. Se usa para hacer porcelanas porque su naturaleza silícea necesita temperaturas muy elevadas para unirse.

La arcilla illita tiene dos problemas muy graves. Uno es que cuando se seca y endurece, sus partículas se organizan en forma de láminas que, cuando el agua penetra entre esas láminas hace que resbalen entre ellas desmoronándose. Escucharéis a muchos restauradores que se puede volver a coger la arcilla que ha caído y volver a utilizarla en un mantenimiento fácil pero constante dependiendo de la regularidad de las lluvias. Por eso la arcilla illita solo se encuentra en latitudes calientes y/o secas.

El otro problema es que, precisamente por el desgaste natural del propio muro, y porque ha de proteger de las elevadas temperaturas del exterior, para ofrecer un buen confort necesitas unas secciones muy elevadas, por eso son inviables en urbanismo.

La arcilla caolinítica no se comporta como un coloide, por eso no se utiliza en construcción como un aglutinante. Su interés es más cuando reacciona con el aglutinante adecuado, crea unos enlaces muy fuertes en la masa. Aporta mucha dureza al conjunto, sobre todo en la fabricación con geopolímeros.

Lo interesante de la tierra de arcilla caolinítica es que se puede fabricar un geopolímero con un valor de transpirabilidad sd=0,02, es decir, que escupe la gota de agua pero deja transitar el vapor de agua por su masa. Este movimiento de aire es muy importante para mantener el muro seco en latitudes altas, húmedas y frías.

COMO SABER QUE ARCILLA NOS INTERESA?.-

Hay muchas maneras de saber la naturaleza de la tierra, su peso, como ensucia, su color, etc… Estas tres pruebas son las que considero que han de formar la base de tu control de calidad cotidiano.

1a prueba. Coge un puñado de tierra, la mójas bien e inmediatamente la aprietas todo lo que puedas con la mano cerrando el puño hasta que no suelte ni una gota más de agua. Seguidamente, deja el mojón sobre algo absorbente como un pedazo de madera o la propia tierra sin que le toque el sol. Si estás sobre los 20oC de día espera unos tres días o hasta que haya perdido su “efecto mojado” y, si aplicas con tu dedo índice la misma presión que aplicas en el ratón de tu ordenador y conserva su integridad, es arcilla illita, y si se desmorona es caolinítica.

2a prueba. Coge un vaso de cristal transparente y mezcla la tierra con una relación de uno de tierra y tres de agua y lo mezclas bien con una cucharilla hasta que la tierra enturbie el agua uniformemente. Lo mezclas lentamente durante varios minutos y retira la cucharilla cuando consigas igualar la velocidad de la cucharilla con la velocidad del flujo de agua en movimiento. Retira la cucharilla sin chapotear y deja que la mezcla se asiente durante un día. Es muy importante que no se toque el vaso hasta entonces.

Pasado este tiempo, las partículas más pesadas estará en el fondo y las más ligeras más en superficie. Verás la estratificación de las capas lo que te permitirá decidir si has de compensar con la adición de más árido y en qué parte de la curva granométrica. Normalmente verás mucho limo, por lo que no hace falta que trabajes en los finos, lo cual es muy interesante porque es la sección más difícil y cara de conseguir en el mercado.

Es posible que veas una capa oscura flotando en la superficie o muy cerca de las capas minerales. Esta película es materia orgánica que flota porque pesa menos que los minerales. Las tierras muy arcillosas retienen mucha agua, generando una flora bacteriana que puede no ser aconsejable por motivos de salud, sobre todo respiratorios. Esta película de materia orgánica es indicativa de la existencia de microorganismos.

3a prueba. Pregunta al ceramista local a que temperatura cuece esa tierra, sin fundentes ni adiciones, para hacer un plato o una pieza cualquiera. Si cuece por encima de 800 ºC, o cercano a los 1000 ºC, es arcilla caolinita, por debajo de estas temperaturas es illita, que es la más común para fabricar cerámica. Si entras en el mundo de la cocción de arcilla para la elaboración de cerámica te darás cuenta que 20 ºC es todo un mundo de reacciones para ellos, por lo tanto, no seas demasiado exhaustivo con estas apreciaciones, pero son un buen baremo. El barro cocido consigues resultados interesantes, una vez más sin fundentes ni adiciones, entre 400 y 600 ºC, la cerámica entre 600 y 800 ºC, y la porcelana hasta 2600 ºC. La porcelana se consigue con caolín mientras que la cerámica la consigues con illita. Los ceramistas saben mucho sobre las tierras que pisas.

CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL.-

El método de la aplicación de la tierra comprimida por capas,posiblemente sea el mejor sistema de construir, sobre todo con tierra, porque permite personalizar la composición y los tiempos del proceso. Pensad que con la misma tierra se pueden fabricar bloques de tierra comprimida. Un sistema de distribución de la tierra por capas dentro de un encofrado es muy controlable por un equipo reducido de operarios porque se trabaja con morteros secos o semi secos. Lo más importante del sistema es el método para apisonar la tierra porque al comprimirla es cuando nos aseguramos su tenacidad. Es como la fabricación de baldosas hidráulicas pero en muro.

La disposición de diferentes capas compactadas aseguran la tenacidad de la construcción y su estabilidad a largo plazo porque no se generan tensiones, susceptibles de generar grietas, durante el endurecimiento de la masa. Esto repercute en un mantenimiento estructural muy bajo. El grosor de la capa antes de compactarla depende de tu capacidad de compactación, del la presión que ejerza un pisón manual o neumático, una plataforma vibradora o un rodillo. Establezco 60 kg para una capa de 3 cm de grosor.

El trabajo por capas también te permite innovar o cambiar la composición y disposición de la tierra si interesa diseñar franjas de diferentes colores con diferentes tierras, o crear diferentes densidades, por ejemplo, un muro más denso en contacto con el suelo que en altura.

En cuanto a composición, la versión más habitual es fabricar el muro con tierra arcillosa directamente del lugar. Suele ser tierra con algo de materia orgánica por su cercanía a bosques. Este sistema funciona bien en climas secos y calientes, lo más cercano posible al ecuador, por el problema que tienen estas arcillas con el agua.

Si la construcción se ha de realizar en una latitud más alta, con más contacto con el agua, o porque se requiera más dureza, hay básicamente dos estrategias. Una es la compactación y otra es la adición de otra materia que cumpla con las condiciones de endurecer la tierra.

Las adiciones de enzimas de caña de azúcar es muy buena solución por no decir la mejor, porque no afecta al color natural de la tierra y realmente se endurece mucho. Otra adición, más común por la cercanía de los materiales, fue mezclar cal, sobre un 15 %, e incluso utilizando métodos como el calicostrado que es, en la pared interior del encofrado, subir un zócalo de mortero de cal de unos 3 cm de grosor y unos 12 cm de altura, con un suelo que no hace falta que sea tan generoso en grosor, como una piscina que rellenas con una mezcla de cal con mucha más tierra y bien compactada. Hay ejemplos muy interesantes de este sistema en los que el maestro albañil ha fabricado una cuña generosa entre la pared y el suelo de cal que seguro le ha conferido una estructura extra al muro que le da una estabilidad extrema.

Esta estrategia o sistema sirve también con los pavimentos que, como ya estamos hablando de una capa de aproximadamente de 6 cm de grosor, se puede repartir el trabajo en dos capas. De esta manera , un pavimento se convierte en un buen ejemplo demostrativo. Seguidamente apunto a una organización real de un pavimento ventilado de 12 cm de grosor, realizado con la tierra caolinítica del lugar con el aporte de una mezcla de aglutinantes basados en la cal.

En este caso hubo que compensar la tierra con la adición de áridos de la gama media y gruesos.

1.- Regularización del sustrato.- El suelo de tierra original necesita ser aplanado y nivelado por gota de agua o láser buscando la altura necesaria para aceptar una solera que actúe como pavimento con un grosor de +- 12 cm mínimo total. La importancia de esta acción es crucial para el comportamiento del pavimento porque no ha de registrar diferentes grosores. El proceso acaba con la compactación mediante rodillo o plataforma vibradora.

2.- Aplicación de sistema de ventilación.- Aplicación de lecho uniforme de gravas como bolo de río o puzolana de no menos de 50 mm de grosor. Esta acción finaliza con la compactación mediante rodillo o plataforma vibradora.

3.- Instalación de barrera de humedad geotextil.- Instalación uniforme, sin pliegues, de membrana impermeable que no ha de tocar las paredes. Dado que el pavimento dejará un vacío perimetral de +- 2 cm, la lámina se podrá cortar y eliminar finalizada la instalación de la solera y antes de rellenar la oquedad con puzolanas o árido decorativo de no menos de 10 mm de grosor para asegurar la ventilación.

4.- Aplicación de primera y segunda capa.- Aplicación de una capa uniforme de +- 3 cm de grosor extendida con rastrillo liso o dentado, compactada compuesta de mortero semi seco con las siguientes proporciones. La aplicación de estas capas corresponde al 50% del grosor total de la solera.

30% de puzolana de no más de 10 mm de grosor.

10% arena de sílice seca compensada de 0 a 4 mm de grosor de grano.

20% de una mezcla de 4:1 compuesta de 4 partes de Hidróxido de cal CL-90 y 1 parte de Cemento Blanco 42,5.

40% de tierra seca filtrada con tamiz de 2,5 – 3 mm.

5.- Aplicación de tercera capa.- Método igual al de la primera y segunda capa.

10% de puzolana de no más de 10 mm de grosor.

20% arena de sílice seca compensada de 0 a 4 mm de grosor de grano.

20% de una mezcla de 4:1 compuesta de 4 partes de Hidróxido de cal CL-90 y 1 parte de Cemento Blanco 42,5.

50% de tierra seca filtrada con tamiz de 2,5 – 3 mm.

6.- Aplicación de cuarta capa.- Método igual al de la primera y segunda capa.

40% arena de sílice seca compensada de 0.8 mm de grosor de grano.

20% de una mezcla de 1:1 compuesta de 1 partes de Hidróxido de cal CL-90 y 1 parte de Cemento Blanco 42,5.

40% de tierra seca filtrada con tamiz de 2,5 – 3 mm.

7.- Afinado.- Al cabo de varias horas de haber aplicado la última capa, en cuanto la textura de la superficie lo permita, retirar la capa fina de material, una lechada o crema, mediante llana de acero hasta descubrir el árido. Durante este proceso se permite remojar un poco la superficie para ayudar a la operación siempre y cuando el árido que ha de quedar visto no se remueva en la acción.

8.- Fijación de la superficie.- Fijado mediante la aplicación por pulverizado de líquido fijador de naturaleza mineral. Este líquido ha de aplicarse SIN ENCHARCAR en cuanto la superficie de la solera haya perdido su humedad, constatado por la pérdida del “efecto mojado” del color. Dejar reposar 24 horas y, si el soporte es muy absorbente, repetir la operación hasta que, a trasluz se aprecie un cierto “satinado – mate”, muy suave, una vez hayan transcurrido 24 horas desde su aplicación.

9.- Protección. En este punto notaremos que la superficie es ligeramente áspera, por lo que, a partir de este momento, hemos de considerar el pavimento como una pared a pintar, es decir, pulido de la superficie acabando con lija de un grano mínimo de 360, aspirado y aplicado, en este caso, de entre 3 y 6 manos de ceras metálicas con base de agua. Estas ceras se aplican con rodillo muy fino o fregona.

GEOPOLÍMEROS.-

Concepto.- El concepto de los geopolímeros es bastante nuevo en la construcción, menos de 100 años. Se basa en la reacción de los silicatos metálicos hidrosolubles con cargas minerales, básicamente de naturaleza silícea. Petrificar es aportar sílice a los poros que quedan libres en una masa. Es lo que en la naturaleza llamamos fosilización.

Prefiero hablar de petrificación o silificación (fosilización) porque es como se denomina la reacción aunque se trate de un mortero. El concepto de geopolímero significa que dos moléculas minerales, o monómeros, se han juntado para crear una molécula compleja con nuevas o mejoradas características, o polímeros.

Ese proceso no es nuevo, pierde su novedad cuando vemos que, realmente, el propio Opus Cementicium, con el que se hacía el hormigón romano, es una mejora de las propiedades de la cal aérea al aportar silicatos de aluminio de la puzolana en la masa, lo que confiere nuevas propiedades hidráulicas, o resistencia al agua.

En los yacimientos arqueológicos se pueden encontrar ejemplos de más de 10.000 años de antigüedad.

Del Opus Cementicium al geopolímero.- Llegué a los geopolímeros estudiando el Opus Cementicium, mortero de cal utilizado en la elaboración de pavimentos con teselas de mármol. Este mortero de cal es una variante del Opus Signium, que es un mortero de cal aérea con arena con una variante de cal en pasta con arena caliza que no tiene rival en cuando a lo meloso de la aplicación y su estabilidad al paso del tiempo. Pero tiene un pequeño problema que es que tarda en endurecer en aplicaciones de grosores de muro, por lo que la mezcla quedaba relegada a los revoques y estucos, aspecto no menos importante dada su importancia como capa de sufrimiento y decorativa.

Para construir muros necesitaban un mortero más rápido. Se dieron cuenta que mezclando un poco de puzolana endurecía más y más rápido. El resultado es el Opus Cementicium, lo que hoy conocemos como cal hidráulica. Con una cal CL-90 y a partir de un 5 % de puzolana, ya empiezas a tener resultados interesantes.

Químicamente, lo que pasa es que la cal deja de ser “aérea”, o sea, que necesita reaccionar con el CO2 del aire para endurecer, para reaccionar con el H2O del agua, por eso lo de “hidráulica”. La razón de este cambio es el aporte de silicatos de aluminio, o metálicos, hidrosolubles de la arena de puzolana.

Otra variante muy interesante es el Cocciopesto, que es un Opus Cementicium con trozos de cerámica para aportar impermeabilidad, muy útil para las canalizaciones de agua.

Un poco de química.- En cualquier caso, supongo que se debería considerar los geopolímeros en un apartado aparte del grupo de aglutinantes minerales, si el silicato hidrosolubles que se emplee se comporte como un coloide y polimerice, como es el caso del los silicatos hidrosolubles.

Como puedes ver, llevamos un rato hablando de metales en las mezclas. Aluminio, Calcio, Sodio, Potasio y Litio que unidos al silicio, todos ellos hidrosolubles, crea una unión muy fuerte. El esquema que representa una molécula de silicio es una pirámide de tres lados con un átomo de oxígeno en cada vértice y un átomo de silicio en el centro de la pirámide. Lo que pasa cuando hay un aporte de esos metales es que se sustituye un átomo de oxígeno por un átomo de cualquiera de los metales procurando un enlace mucho más fuerte con otras moléculas de silicio.

Una buena manera de formular un mortero básico para estucar, por ejemplo, a 6 mm de grosor de capa, fabricado con geopolímeros es utilizar la misma curva granométrica, la cantidad de áridos de grosores de granos impalpables, finos, medios y gruesos y sustituir el volumen del aglutinante que hubieras empleado, como pueda ser la cal, por el silicato hidrosoluble. No es una mezcla exacta porque enseguida te darás cuenta que tendrás que hacer un aporte de áridos más finos, los impalpables, porque al retirar el aglutinante en polvo, también retiras parte de la curva granométrica, en este caso, correspondientes a los finos.

También te darás cuenta con la compatibilidad con fibras naturales y otros aglutinantes minerales que aportan alguna característica adicional con muy poca cantidad. En el apartado sobre la estructura y carga del sumario profundizamos en ciertas compatibilidades con otras materias.

Los silicatos metálicos hidrosolubles comerciales.- En el mercado puedes conseguir tres silicatos hidrosolubles comerciales interesantes. El silicato de Sodio, muy utilizado como consolidante en restauraciones de mármoles y piedras. El silicato de Potasio, muy utilizado en la fabricación de pinturas, y el silicato de Litio, utilizado como consolidante de viejos pavimentos de hormigón.

Mi opinión personal es que el silicato de Sodio no es suficientemente tenaz como para soportar tránsito. El silicato de Litio es de una tenacidad extraordinaria pero cuesta mucho de controlar porque es muy reactivo. El silicato de Potasio es el más polivalente porque se deja formular para varios usos con varias formulaciones.

Más allá de la fuerza reactiva de cada uno de los silicatos hidrosolubles, lo que has de tener muy en cuenta es el residuo seco existente en el líquido que adquieres. El residuo seco es lo que queda del líquido una vez el agua se ha evaporado. En este proceso se deposita la sílice en la estructura del compuesto petrificando la masa. Cuando abres el envase verás el fondo sin problema. Esto es porque gran parte de la mezcla es agua que, si refriegas unas gotas con las yemas de los dedos te darás cuenta que tiene un tacto gelatinoso muy suave que proviene de la sílice encerrada en el agua. Hay muchas concentraciones de sílice aunque nosotros trabajamos con un rango de entre 20 a 30 % de residuo seco.

En resumen, el trabajo de la tierra es el trabajo con los silicatos, hidrosolubles o no. Salvo alguna excepción, como en el caso de las enzimas de caña de azúcar o pinturas y estucos aglutinados con colas y aceites vegetales, hemos de dar a la tierra toda la credibilidad de un sistema mineral pesado y quebradizo.

Espero que este libreto te inspire a investigar esta actualización de los trabajos con tierra.

Que usted lo terraforme bien.

Un saludo, Joaquín.

Piedra caliza + 800 ºC – 1.000 ºC = Cal viva. Cal viva + H2O = Hidróxido de cal (en pasta o en polvo). Hidróxido de cal + silicatos hidrosolubles = Cal hidráulica. Hidróxido de cal + arcilla + 1.450 ºC = Silicato cálcico (cemento Portland). Cal viva + Silicatos hidrosolubles = Cemento natural (cemento rápido). Aluminio, Calcio, Sodio, Potasio, Litio.