Hormigón coloreado

agosto 2, 2023

El proyecto “Investigación y Desarrollo de Hormigones Coloreados” analiza las propiedades de este material con componentes disponibles en Uruguay y explora el uso de residuos locales (como polvo de ladrillo y cenizas de cáscara de arroz) como posibles pigmentos.

Por Mag. Arq. Camila de los Santos, ayudante, y Dr. Arq. Gemma Rodríguez, profesor titular del Instituto de Tecnologías, FADU – UdelaR

El hormigón es el material más utilizado globalmente, sin embargo, su coloración gris y aspecto rústico pueden limitar sus usos por razones estéticas. Por ello surgieron los hormigones coloreados (HC), que son hormigones a los cuales se les incorporan pigmentos en su masa, integrando el color en la mezcla y logrando así tonalidades que brindan posibilidades estéticas y resultados más expresivos al usarlos como elemento arquitectónico, sin poner en riesgo su resistencia o durabilidad. Este material ha adquirido gran importancia en el mundo por su impacto y versatilidad tanto técnica como visual, haciéndolo atractivo y apto para diversas escalas y climas. Tienen grandes ventajas que justifican el aumento de su popularidad para construcción. La resistencia y durabilidad que lo caracterizan, la reducción de los costos de obra y mantenimiento, y su versatilidad (tanto por la posibilidad de lograr diversos acabados como por su plasticidad, que le permite adoptar formas complejas, como por su adaptabilidad pudiendo utilizarse para pavimentos, cerramientos verticales u horizontales, entre otros).

El proceso de fabricación del HC no difiere en demasía del de los hormigones convencionales, pero se deben seleccionar cuidadosamente el tipo y color del cemento, el color y granulometría de los áridos, y los pigmentos para lograr producir hormigones cuya calidad y color sean óptimos.

PIGMENTOS

Según la Norma Europea EN ISO 4618:2015 y la internacional ISO 4618:2023, de pinturas y barnices, un pigmento es una sustancia que consiste en pequeñas partículas, que es prácticamente insoluble en el medio aplicado y se utiliza por sus propiedades ópticas, protectoras o decorativas. Para la elaboración de HC se deben utilizar pigmentos inorgánicos, pudiendo ser naturales o sintéticos. Además de las características establecidas en las normas, deben ser estables frente a los álcalis, resistentes al clima y tener alto poder colorante. Los más utilizados derivan de óxidos de hierro, con ellos se pueden obtener coloraciones rojas, amarillas o negras. También se utiliza óxido de cromo y cobalto para coloraciones verde y azul, respectivamente. Cada uno de ellos tiene una forma cristalina diferenciada, lo que hace que sus exigencias respecto al agua añadida y los resultados que se obtienen aplicando el mismo porcentaje sean diferentes.

OBRAS MATERIALIZADAS

El primer edificio construido con HC fue The Carreras Black Cat, una fábrica de cigarrillos construida en Londres en 1928. Se utilizó una técnica que mezclaba cemento blanco con arena coloreada para lograr un tono arenoso, evocador del imperio egipcio (en esa época estaban de moda edificios de este estilo).

Actualmente se está imponiendo una nueva concepción arquitectónica y urbanística que busca la integración total del edificio en el entorno. Siendo una de las ventajas de los HC su pigmentación, otorgándole grandes cualidades estéticas, como recurso para lograr una arquitectura totalmente integrada con el paisaje, se ha utilizado en numerosas bodegas. Como ejemplo, se mencionan dos en la publicación titulada “El hormigón coloreado como integrador paisajístico de la arquitectura del vino” de la revista En Blanco (Universidad Politécnica de Valencia). La bodega Juan Chivite, Navarra-España, realizada por el Arq. Rafael Moneo, utiliza HC color crema para generar fachadas que imitan el aspecto abujardado de la piedra de las construcciones históricas que rodean la nave; así logra integrar perfectamente la construcción nueva con las existentes y el entorno. El segundo ejemplo es la bodega Juan Alcorta, de Ignacio Quemada; los pigmentos utilizados son rojos imitando los tonos terrosos naturales de la zona del Valle del Ebro, donde se ubica.

Aprovechando otra de las grandes ventajas de los HC, la plasticidad, en el MuCEM de Marsella se genera una filigrana de HC negro que abraza el prisma vidriado del museo. Este encaje de HC dialoga con el mar y se asemeja al color de las piedras locales, mientras que filtra la luz y corta los vientos costeros.

Una obra representativa de las ventajas estructurales del hormigón coloreado es la e-Tower en San Pablo, Brasil (2002). En ella, se logró HC con óxido de hierro color rojo resistiendo hasta 125 Mpa; obtuvo un premio Guinness por ser el hormigón de mayor resistencia colocado en obra.

A nivel nacional la obra de mayor envergadura realizada hasta el momento con HC es la ciclovía de la Av. Aparicio Saravia en Tacuarembó. En ella se buscaba lograr un pavimento de color azul que la demarcara y resistiera el desgaste. Lamentablemente, no fue exitoso el empleo de HC, fundamentalmente porque el pigmento utilizado fue tierra de color, no pigmentos inertes. Debido a ello, con las primeras lluvias el color se lavó y posteriormente se tuvieron que realizar reparaciones.

PROYECTO DE INICIACIÓN A LA INVESTIGACIÓN “INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE HC”

En el 2021 la Comisión Sectorial de Investigación Científica (CSIC-UdelaR) financió dicho proyecto, cuyo objetivo es comparar HC con cementos disponibles en nuestro país (gris y blanco) y pigmentos de distinta procedencia (ofrecidos en el mercado uruguayo) de los colores básicos (amarillo, azul, rojo y negro).

Considerando que en el 2019 entró en vigencia la Ley N.º 19.829 de gestión integral de residuos, buscando proteger el ambiente y promover un modelo de desarrollo sostenible, en el proyecto se buscará valorizar dos residuos abundantes en Uruguay: polvo de ladrillo (proveniente de desechos de ladrilleras y demoliciones) y ceniza de cáscara de arroz, para uso como pigmentos rojo y negro, respectivamente.

En el proyecto de investigación local se buscará valorizar dos residuos abundantes en Uruguay: polvo de ladrillo (proveniente de desechos de ladrilleras y demoliciones) y ceniza de cáscara de arroz para uso como pigmentos rojo y negro, respectivamente.

Se trabajará en dos escalas: morteros, para ensayos acelerados (envejecimiento por rayos UV, carbonatación, entre otros) y hormigones, para ensayos de envejecimiento natural, propiedades mecánicas, deformaciones y durabilidad. Finalmente, se compararán los resultados obtenidos, se establecerán correlaciones y se elaborarán las conclusiones del proyecto.

Si bien existen investigaciones a nivel global y regional sobre HC, en ninguna se utilizan los residuos mencionados como pigmentos y la gran mayoría se enfoca en propiedades puntuales. A nivel nacional hay solo un estado del arte de HC y una tesis de maestría que utiliza pigmentos no idóneos para hormigones.

Comprender y correlacionar las propiedades de HC realizadas con materiales disponibles en Uruguay, expuestos a diferentes condiciones, es fundamental para poder entender y utilizar este material en todo su potencial.

Agradecimientos: A CSIC-UdelaR, por brindar la posibilidad de desarrollar el proyecto de Iniciación a la Investigación. Al grupo de Desarrollo de Materiales del Instituto de Tecnologías de FADU-UdelaR por el apoyo brindado durante la realización del mismo.