Los áridos son componentes fundamentales en la construcción moderna, y su calidad incide directamente en la resistencia y durabilidad de cualquier obra.
Por eso, es esencial someterlos a diversas pruebas de laboratorio que garanticen sus propiedades físicas y mecánicas.
Estas pruebas están diseñadas para cumplir con normativas específicas y asegurar que cada proyecto se construya sobre materiales confiables y seguros.
¿Qué son los áridos y por qué deben analizarse?
Se entiende por áridos los materiales granulares como arena, grava o piedra triturada usados en la fabricación de morteros y hormigones.
Los áridos más usados en construcción son los naturales, como los extraídos de ríos o canteras, y los artificiales, como los reciclados de demolición.
En cualquiera de los casos, deben reunir criterios muy estrictos de calidad.
Una mala elección del árido puede provocar fisuras, desprendimientos o fallos estructurales.
Las pruebas de laboratorio ayudan a prevenir riesgos, optimizar costes y asegurar el cumplimiento de normativas técnicas.
Tipos principales de pruebas de laboratorio para áridos
Las pruebas que se realizan a los áridos pueden clasificarse según el tipo de propiedad que se desea evaluar.
A continuación, explicamos las más relevantes divididas en grandes grupos.
1. Análisis granulométrico
Es una de las primeras pruebas que se le realiza al árido.
Permite determinar la distribución del tamaño de las partículas.
Se realiza mediante tamizado en seco o en húmedo, dependiendo del tipo de material.
Los resultados ayudan a decidir si el árido cumple con las curvas granulométricas que exige la normativa.
Un buen perfil granulométrico mejora el empaquetamiento y reduce los huecos en el hormigón.
2. Ensayo de equivalente de arena
Este test mide la proporción de partículas finas, como las arcillas, dentro del árido fino.
Las arcillas afectan negativamente la adherencia entre los áridos y el cemento.
Cuanto más alto sea el índice de equivalente de arena, mejor será la calidad del árido.
El valor mínimo exigido varía según la aplicación, pero debe ser controlado para evitar patologías futuras.
3. Determinación de la absorción y humedad
Estos ensayos sirven para conocer cuánta agua absorbe el árido una vez seco.
Esto es crucial para ajustar la cantidad de agua a añadir en el amasado del hormigón.
Un árido muy absorbente puede modificar la relación agua-cemento y deteriorar la mezcla.
Además, se determina su contenido de humedad libre en el momento de uso, un dato clave en climas húmedos.
4. Ensayo de desgaste (Los Ángeles)
Esta prueba estima la resistencia del árido frente al desgaste por fricción y choque.
Se utiliza un tambor giratorio con bolas de acero para simular situaciones de uso intensivo.
El porcentaje de desgaste permite estimar la durabilidad y comportamiento del árido a largo plazo.
Es especialmente útil para obras como carreteras o pavimentos expuestos a tráfico intenso.
5. Ensayo de resistencia a la fragmentación
Esta prueba mide la tenacidad del árido ante cargas de compresión.
Se emplean métodos como el ensayo de trituración para evaluar la resistencia mecánica.
Los resultados condicionan su uso en estructuras que soportan altas cargas.
Este dato es vital al fabricar hormigones estructurales o prefabricados de gran esfuerzo.
Propiedades físicas de los áridos evaluadas en laboratorio
La caracterización física de los áridos también es indispensable.
Estas propiedades, aunque menos visibles, influyen directamente en el comportamiento del material.
- Densidad aparente: Se refiere al peso por unidad de volumen del árido suelto.
- Índice de forma: Determina si las partículas son angulosas, planas o redondeadas.
- Impurezas orgánicas: Se detectan mediante métodos químicos que indican si el árido contiene restos vegetales o humus.
- Reactividad alcalina: Evalúa si ciertos minerales en el árido reaccionan con los álcalis del cemento, causando expansiones.
Estas pruebas ayudan a seleccionar el tipo de árido más adecuado para cada tipo de obra.
Ejemplo real de un análisis de áridos en obra pública
En 2017, durante una obra de construcción de una autovía en el norte de España, se detectaron desprendimientos en el firme durante la fase de compactación.
Los ingenieros a cargo solicitaron un análisis detallado de los áridos utilizados en la mezcla bituminosa.
El laboratorio encontró que el árido grueso no pasaba el ensayo de Los Ángeles: presentaba un índice de desgaste del 40%, muy por encima del 30% permitido para este tipo de obras.
Además, las pruebas de absorción revelaron un contenido de agua retenida del 5%, lo cual alteraba la adherencia con el ligante asfáltico.
El cambio de proveedor y la sustitución urgente del lote permitió corregir el problema, pero el coste de la paralización superó los 200.000 euros.
Este caso ilustra la importancia de realizar ensayos exhaustivos antes de utilizar el material en obra.
Más aún en infraestructuras de alta demanda, donde los márgenes de error son mínimos.
Pruebas químicas complementarias
Además de las pruebas físicas y mecánicas, existen análisis químicos que permiten detectar impurezas peligrosas.
Entre ellas destacan:
- Determinación de cloruros: Un alto contenido de sal puede afectar la corrosión del acero en el hormigón armado.
- Contenido de sulfatos: Causa reacciones expansivas que fisuran el hormigón.
- Pruebas de carbonatos: Identifican reacciones químicas indeseadas en la mezcla con cemento.
La frecuencia de estos ensayos depende de la procedencia del árido.
Los materiales reciclados, por ejemplo, requieren controles más intensivos.
¿Cada cuánto deben hacerse estos ensayos?
La normativa española y europea establece periodicidades según la clase de obra y el tipo de control.
En obras civiles de gran tamaño, los ensayos son prácticamente diarios durante la ejecución.
Para obras menores, el control puede limitarse a una verificación inicial del lote y seguimiento periódico.
Es responsabilidad del director de obra y del laboratorio aplicar el programa de ensayos adecuado.
¿Qué ocurre si el árido no cumple?
Cuando un lote de áridos no cumple los ensayos, debe ser rechazado o rectificado.
Algunas soluciones incluyen el lavado, tamizado, mezcla con otros materiales o incluso su sustitución completa.
Usar áridos fuera de norma puede acarrear consecuencias legales y técnicas importantes.
Por eso, empresas constructoras y proveedores invierten cada vez más en control de calidad desde el origen.
Preguntas frecuentes sobre ensayos a áridos
¿Son obligatorios todos los ensayos?
No todos, pero muchos son exigidos por ley o por las especificaciones del proyecto técnico.
¿Se pueden hacer estos ensayos en obra?
Algunos sí, como la medición de humedad o el tamizado, pero la mayoría requieren equipos de laboratorio.
¿Quién debe pagar por estos controles?
Generalmente los asume el contratista o el proveedor del árido, dependiendo del contrato.
¿Se controla igual un árido reciclado?
Sí, de hecho se le exige a menudo mayor control por una mayor variabilidad de su composición.
¿Dónde se encuentran los límites admisibles?
Estos están establecidos en normativas como la UNE-EN 933 u otros reglamentos como el Código Estructural.
Avances recientes en el control de calidad de áridos
Con la llegada de nuevas tecnologías, los laboratorios cuentan hoy con equipos automatizados de análisis rápido.
El uso de láseres, sensores ópticos y ensayos no destructivos ha revolucionado el sector.
Las plantas de tratamiento ya incorporan sistemas para detectar impurezas con visión artificial en tiempo real.
Esto permite rechazar áridos inadecuados antes de entregarlos a la obra.
Además, se están desarrollando normas específicas para áridos reciclados que permiten reutilizar más sin poner en riesgo la calidad del proyecto.
La sostenibilidad y eficiencia en el uso de materiales es ahora una prioridad compartida por industrias y normativas.
Eso implica más controles, pero también más herramientas para asegurar resultados excelentes.
En resumen, los ensayos de laboratorio a los áridos son el primer paso hacia obras seguras, duraderas y bien ejecutadas.
Conocer estos procedimientos y su importancia ayuda a seleccionar mejor los materiales y reducir fallos durante la ejecución.
Una inversión en control hoy es garantía de éxito constructivo mañana.