Hormigón (concreto): definición, composición, usos e historia

Hormigón (concreto): definición, composición, usos e historia. Descubre cómo se fabrica, sus aplicaciones, tipos y evolución desde la antigüedad hasta la ingeniería moderna.

El hormigón es un material esencial en la construcción moderna y tradicional. Es un compuesto formado por cemento Portland, arena, grava u otros áridos y agua, en proporciones variables según el uso. Los áridos proporcionan volumen y resistencia, el cemento actúa como aglutinante y el agua inicia la reacción química que endurece la mezcla. A menudo se añaden aditivos químicos y minerales (plastificantes, aireantes, acelerantes, retardantes, fibras, etc.) para modificar propiedades como trabajabilidad, tiempo de fraguado, durabilidad o resistencia.

Composición y proporciones

La mezcla básica se suele expresar por volumen en proporciones orientativas, por ejemplo 1 parte de cemento : 2 partes de arena : 3 partes de grava, con una relación agua/cemento (a/c) que normalmente varía entre 0,4 y 0,6. La relación agua/cemento es crítica: menos agua produce hormigón más resistente y duradero, pero menos trabajable; más agua facilita el vertido pero reduce la resistencia y aumenta la porosidad.

Otros elementos importantes son:

• Los áridos: se clasifican por tamaño (arenas finas y gravas gruesas) y deben ser limpios y adecuados para evitar reacciones perjudiciales.
• El cemento: además del Portland común existen cementos compuestos que contienen escoria, cenizas volantes o puzolanas.
• Los aditivos: permiten reducir agua, controlar el fraguado, introducir aire para resistencia al hielo y deshielo, o añadir fibras para limitar fisuración.

Cómo se endurece (fraguado y curado)

Los ingredientes se mezclan hasta formar una pasta homogénea, similar a una masa. Tras verterse en el marco (encofrado) y compactarse, el hormigón se endurece por la reacción química de hidratación entre el agua y el cemento. El proceso libera calor (calor de hidratación) y va desarrollando resistencia con el tiempo: habitualmente se considera referencia los 7 días (parte de la resistencia) y los 28 días (resistencia de diseño). Un curado correcto —mantener superficie húmeda y temperatura adecuada— es esencial para lograr la resistencia y durabilidad previstas.

Propiedades mecánicas y físicas

• Resistencia a la compresión: el hormigón es muy eficaz para soportar cargas de compresión, por eso se usa en pilares, muros y cimientos.
• Débil a la tensión: su resistencia a tracción es baja; por ello, para estructuras que reciben esfuerzos tensiles se emplea hormigón armado (con varillas de acero) o sistemas pretensados.
• Densidad y aislamiento: un hormigón normal tiene densidad alrededor de 2.300–2.500 kg/m³; existen hormigones ligeros con agregados porosos que reducen peso y mejoran aislamiento térmico.
• Durabilidad: depende de la calidad de los materiales, la mezcla, el curado y el ambiente (ataques químicos, ciclos de hielo-deshielo, sulfatos, corrosión del acero).
• Resistencia al fuego: el hormigón es relativamente resistente al fuego y protege el acero de refuerzo durante un tiempo, aunque a altas temperaturas puede perder prestaciones.

Tipos de hormigón

• Hormigón simple o plain: sin refuerzo de acero.
• Hormigón armado: con barras de acero para resistir tensiones.
• Hormigón pretensado o postensado: se introducen tensiones en el acero antes o después del fraguado para mejorar rendimiento estructural.
• Hormigón de alta resistencia y alta performance: formulado para resistencias y durabilidades superiores.
• Hormigón autocompactante: fluye y compacta sin vibración.
• Hormigón ligero: con agregados ligeros (arcilla expandida, escoria) para reducir peso.
• Hormigón proyectado o shotcrete: aplicado por proyección en superficies verticales u horizontales.
• Hormigón con fibras (metálicas, sintéticas o de vidrio): para controlar fisuración y mejorar tenacidad.

Usos

El hormigón se emplea en infinidad de elementos: pavimentos, tuberías, estructuras arquitectónicas, cimientos, autopistas, puentes, aparcamientos de varios pisos, muros, zapatas para puertas, vallas y postes, así como en obras marinas y barcos en algunos casos. Otra ventaja práctica es que sirve para enlazar ladrillos y piedras, formar losas, túneles y elementos prefabricados.

Refuerzo y comportamiento sísmico

Como el hormigón es resistente a la compresión pero débil a la tracción, se combina con acero para crear hormigón armado. Estas estructuras pueden unirse en cimientos, muros, suelos y tejados. No obstante, la sola presencia de hormigón armado no garantiza seguridad sísmica: el diseño, las conexiones, la ductilidad del acero y los detalles constructivos adecuados son decisivos para que un edificio resista terremotos.

Historia

El uso de materiales similares al hormigón es muy antiguo: hay evidencias desde el 5600 a.C. en construcciones de morteros y mezclas a base de cal. Aunque no inventaron el hormigón, los romanos aprovecharon intensamente un tipo de mortero con puzolanas (cenizas volcánicas) que endurecía bajo el agua y permitía obras duraderas como puentes y puertos (opus caementicium). En el siglo XIX, la invención del cemento Portland (creditado a Joseph Aspdin en 1824) y el desarrollo de técnicas de armado y maquinaria transformaron el hormigón en el material dominante de la era industrial y moderna.

Fabricación y procesos en obra

La secuencia típica es: selección de materiales, dosificación, mezclado (en central o en obra), transporte, colocación en el encofrado, compactación (vibrado), acabado superficial y curado. El control de calidad incluye ensayos de resistencias (probetas) y comprobación de consistencia (ensayo de asentamiento). El tiempo de fraguado depende de la temperatura, composición y aditivos; se distinguen fraguado inicial y final, seguido por el período de curado para lograr la resistencia prevista.

Impacto ambiental y sostenibilidad

La producción de cemento (principal componente del hormigón) es una fuente importante de emisiones de CO2. Por eso la industria busca reducir su huella ambiental mediante:

• uso de cementos compuestos (mezclas con escoria, cenizas volantes, puzolanas),
• reducción de la cantidad de clinker en el cemento,
• reciclaje de áridos y hormigón demolido,
• adopción de tecnologías de captura de carbono y procesos de producción más eficientes,
• desarrollo de alternativas como hormigones con bajo contenido de cemento o con cementos de menor impacto.

Mantenimiento, problemas frecuentes y seguridad

Entre los problemas comunes están la fisuración (por retracción o asentamientos), la carbonatación y la corrosión del acero de refuerzo (que reduce durabilidad), y el ataque por sulfatos o ciclos de hielo-deshielo en climas fríos. Un buen diseño (según exposición ambiental), una ejecución cuidadosa y un mantenimiento periódico (sellados, reparaciones oportunas) prolongan la vida útil. En obra hay que tomar precauciones de seguridad al manipular cemento (es irritante), y en el vertido y vibrado para evitar accidentes.

En resumen, el hormigón es un material versátil y omnipresente en la construcción, con una larga historia y multitud de variantes modernas. Su correcto diseño, dosificación, puesta en obra y curado son fundamentales para garantizar seguridad, durabilidad y eficiencia, y sus retos actuales incluyen mejorar su sostenibilidad ambiental sin sacrificar prestaciones.

Preguntas y respuestas

P: ¿De qué está hecho el hormigón?

P: ¿Cuánto hormigón se produce al año?

P: ¿Qué se consigue al mezclar los ingredientes?

P: ¿Cómo se solidifica el hormigón?

P: ¿Cuáles son algunos de los usos habituales del hormigón?

P: ¿Cuál es una ventaja de utilizar hormigón frente a otros materiales?

P: ¿Cuándo se utilizó el hormigón por primera vez?

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