COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES ANTE LOS AGENTES

ATMOSFÉRICOS

Introducción:

Los agentes atmosféricos que afectan más a la durabilidad de los materiales son

las radiaciones del sol, la humedad atmosférica, el oxígeno del aire, y los iones

de la polución; por ejemplo en la inestabilidad de la superficie de la madera el

contenido de humedad, la hinchazón – merma, la porosidad, el colorido, los

exudados y extractos celulares; y en el mecanismo de envejecimiento por

meteorización.

En el acabado de la madera, las propiedades físicas que interesan conocer son

cinco:

Contenido de humedad

Hinchazón y merma

Porosidad

Esta variabilidad hace de la superficie de madera un soporte inestable, que es

bueno conocer para poder aplicar las medidas necesarias para obtener los

mejores resultados en la duración de los acabados.

Para prevenir estos daños conviene aplicar recubrimientos sobre la madera con

un contenido de humedad inferior al 20%, con lo que además se evita la

presencia de hongos del azulado o de pudrición. En el caso en que el contenido

de humedad supere el 22%, se recomienda aplicar fondos o recubrimientos

impregnantes, que contengan materias activas fungicidas, para prevenir la

posible invasión de hongos xylófagos.

Además de la influencia del agua estática (o fija) de la madera, el agua

circulante afecta también a los recubrimientos.

La salida al exterior del agua circulante depende de la temperatura: el calor

ambiente de las viviendas puede presionar su salida al exterior en forma de

vapor.

Si los poros se cierran con un recubrimiento impermeable, se impide la salida al

exterior y el vapor de agua se acumulará bajo la película del recubrimiento. En

las superficies exteriores se condensa con el frío de la intemperie, empapa la

madera, que aumenta su grado de humedad y provoca a hinchazones, mermas

y aparición de hongos xylófagos.

La Hinchazón y la Merma

La Hinchazón y la merma se producen por los cambios del contenido de

humedad (hinchamientos al absorber el agua y mermas o contracciones al

exhalarla). Provoca variaciones dimensionales en las piezas, y también fuertes

tensiones (que ya emplearon los egipcios para romper grandes rocas mediante

grietas), cuarteamientos y roturas en los recubrimientos.

La primera medida a toma para evitar los daños que producen el “juego” o

“trabajo” de la madera, es la de que los polímeros (con valores bajos de la Tg)

tengan una excelente flexibilidad y elasticidad para seguir sus movimientos y

sean durables.

La Porosidad

La porosidad o volumen vacío de la madera, varía mucho con la especie, dentro

del propio individuo e incluso dentro de la misma pieza (aunque el peso

específico de una madera se fije para cada especie).

Antiguamente se apreciaba la calidad de una madera de construcción por su

peso específico, lo que tal vez explique que ésta fuera la propiedad física de la

madera que se estudiara por primera vez.

Eflorescencia

Aspecto o sedimento de la trasformación de ciertas sales que se encuentran en

las superficies húmedas convirtiéndose en polvo parecido a la tiza.

Elasticidad/plasticidad

Capacidad de un material de volver a su estado original después de haber sido

deformado, es decir, no se sobrepasa el límite de deformación, lo que se conoce

como comportamiento elástico.

Los plásticos en general tienen una respuesta elástica. Si se sobrepasa el límite

de deformación de un material cuando se somete a tensión, ya no regresará a su

estado original cuando se elimine la tensión, proceso que se denomina

deformación permanente por comportamiento plástico. La plasticidad es lo

opuesto a la elasticidad. Cuando esto sucede, el material actúa como un muelle,

y decimos que tiene un comportamiento elástico. Algunos materiales, como los

metacrilatos, se romperán en cuanto hayan sido objeto de una pequeña

deformación, mientras siguen mostrando un comportamiento esencialmente

elástico. Otros, como los poli carbonatos, pueden estirarse hasta longitudes muy

superiores a la original antes de romperse. Estos últimos tienen un límite de

deformación y su correspondiente tensión en punto de fluencia.

Absorción de agua/absorción de humedad

Porcentaje de ganancia de peso de un material después de sumergirlo en agua

durante un tiempo especificado a una temperatura especificada. Es importante

en aquellas piezas que requieren buena estabilidad dimensional, especialmente

en entornos que no son de oficina. Muy importante para casi todas las

propiedades eléctricas. A medida que se absorbe el agua, algunas dimensiones

de la pieza tienden a crecer y las propiedades físicas pueden deteriorarse. Son

preferibles los valores bajos. Las condiciones pueden ser de inmersión en agua o

de exposición a una atmósfera húmeda. En este último caso, el proceso también

se denomina absorción de vapor.

METEORIZACIÓN

Es el proceso de desintegración física y química de los materiales sólidos en o

cerca de la superficie de la Tierra, bajo la acción de los agentes atmosféricos.

También puede definirse como la descomposición de la roca, en su lugar; seria

un proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se

disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales, obteniendo así la

remoción y el transporte de detritus en la etapa siguiente que vendría a ser la

erosión. La meteorización entonces, al reducir la consistencia de las masas

pétreas, abre el camino a la erosión.

Pero como la meteorización esta íntegramente relacionada con los minerales,

esta posee ciertas características que la hacen más o menos resistente al

proceso de meteorización o alteración de allí la importancia que tiene la serie

de Goldich, debido a que esta nos permitirá determinar dicha resistencia.

TIPOS DE METEORIZACIÓN

Como objeto de análisis se suele clasificar a la meteorización en tres tipos:

Físico-mecánico.

Químico.

Biológico

Pero en la realidad estos tipos se combinan lo que hace difícil definir cual de

ellos actuó en determinado proceso de alteración.

Actualmente se tiende a establecer una inicial distinción entre las

fragmentaciones o clásticas para la mecánico y descomposiciones o

alteraciones para la químico.

METEORIZACIÓN FISICA Y MECANICA

La meteorización mecánica o física consiste en la ruptura de las rocas a causa

de esfuerzos externos e internos causados por los meteoros. Son sinónimos, y

más exactos, los términos de disgregación y fragmentación. La disgregación

implica la ruptura de la roca en fragmentos más o menos grandes y

angulosos pero sin modificación de la naturaleza mineralógica de la roca. Los

calibres pueden ir desde la arcilla, a la marga, el limo, la arena y hasta los

fragmentos de varios metros.

La superficie de meteorización puede realizarse en capas, exfoliación, o grano a

grano, desagregación granular.

Los procesos más importantes son: termoclastia, gelifracción, hidroclastia,

haloclastia y corrasión.

1. Termoclasticidad

La termoclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a los cambios

de temperatura bruscos. Las dilataciones y las contracciones producidas por

los cambios de temperatura producen tensiones en las rocas que terminan por

romperla.

Para que se produzca esta ruptura son necesarios cambios bruscos en períodos

muy cortos de tiempo, como los que se dan en los desiertos áridos, pero

también rocas cuyo color y textura permitan una absorción y disminución de la

radiación calorífica. Además deben tener una composición mineralógica que

permita diferencias de dilatación y contracción, para que las tensiones sean

efectivas.

Las condiciones para que se produzca la termoclastia son tan difíciles que no ha

sido posible reproducirla en un laboratorio, por lo que en ocasiones se duda de

que sea un mecanismo natural, sin embargo en los desiertos cálidos sí parece

funcionar, al menos en combinación con otros mecanismos. Este mecanismo

produce fenómenos de exfoliación y desagregación granular.

2. Gelifracción o crioclastia

La gelifracción consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones

que produce la congelación y descongelación del agua en los huecos que

presenta la roca. El aumento de volumen que produce el agua congelada sirve

de cuña, lo que termina por romper la roca. Esto quiere decir que para que la

gelifracción funcione es necesario que existan frecuentes ciclos de hielo-

deshielo lo que ocurre en las latitudes medias con procesos de tipo peri glaciar.

En las latitudes altas con procesos de tipo glaciar estas alternancias no se dan,

ya que el período de congelación dura meses.

La gelifracción es el mecanismo más eficaz en las latitudes medias. Muchos

autores la consideran como un tipo de termoclastia, pero al no ser las diferencias

de temperatura lo que rompe la roca, sino un agente intermedio, el agua helada

y deshelada, prefiero considerarlo como un mecanismo aparte.

La eficacia de la gelifracción depende de la naturaleza de la roca y puede

pulverizarla en granos de tamaño limo, microgelifracción, o en bloques grandes

y angulosos, macrogelifracción.

3. Hidroclastia

La hidroclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones

que produce el aumento y reducción de volumen de determinadas rocas

cuando se empapan y se secan. Normalmente, en este mecanismo la arcilla

tiene una importancia decisiva.

Los ciclos de humectación y secado son más lentos que los de hielo deshielo,

pero más persistentes. La presión ejercida por la arcilla húmeda persiste

mientras esté húmeda. Durante la fase seca la arcilla se cuartea, presentando

debilidades que pueden aprovechar otros agentes erosivos.

En función del tamaño de los fragmentos podemos distinguir la

macrohidroclastia, en regiones que alternan arcillas masivas y calizas o

areniscas y que presentan cuarteamientos muy grandes, y la microhidroclastia,

en regiones de rocas cristalinas con algún grado de alteración, y que forma

limos.

4. Haloclastia

La haloclastia consiste en la fragmentación de la roca debida a las tensiones

que provoca el aumento de volumen que se producen en los cristales salinos.

Estos se forman cuando se evapora el agua en las que están disueltos. Las

sales, que están acogidas en las fisuras de las rocas, presionan las paredes, a

manera de cuña, hasta romperlas. En realidad no son los cristales formados los

que ejercen la presión suficiente para romper la roca, si no el aumento de

volumen de los cristales al captar nuevos aportes de agua, que hacen crecer el

cristal.

La haloclastia sólo funciona en los países altamente salinos y áridos, es decir en

las franjas litorales y en las regiones muy áridas. El mecanismo es muy similar a

la gelifracción, aunque su ámbito de incidencia es menor.

Debido al reducido tamaño de los cristales salinos este mecanismo apenas tiene

importancia en las rocas con fisuras, sin embargo es muy efectivo en las rocas

porosas, por lo que el material que se forma es de pequeño calibre: arenas,

limos, margas y arcillas.

5. Corrasión

La corrasión implica denudación, es decir fragmentación y transporte del

material, así que también se considera un agente de transporte (corrasión

eólica); no obstante, aquí explicaremos el mecanismo de fragmentación de la

roca.

La corrasión es un proceso de erosión mecánica producido por golpes que

producen los materiales que transporta un fluido (aire, agua o hielo) sobre una

roca sana. La reiteración de los golpes termina por fragmentar tanto de la roca

sana como el proyectil. El resultado es la abrasión (desgaste por fricción) de la

roca y la ablación (cortar, separar y quitar) de los materiales.

La eficacia de la corrasión depende de la densidad y de la velocidad del fluido.

Un fluido es más denso cuantos más materiales lleva en suspensión (carga).

También es más eficaz cuanto menos vegetación exista.

METEORIZACIÓN QUÍMICA

Son Disoluciones y Alteraciones que sufren los cambio de las rocas por la

acción disolvente del agua que se puede acelerar por la meteorización

mecánica, también se puede decir que es la alteración de los minerales

provocando otros distintos, los procesos más destacados en la meteorización

química son los siguientes:

1 LA OXIDACIÓN:

Es producida por el contacto del oxigeno del aire con ciertos componentes

químicos-mineralógicos de las rocas particularmente favorables para

combinarse con él (compuestos férricos, carbonatos, sulfuros, etc. Consiste en

la transformación química de estos en óxidos; una transformación que cambia

la composición de la superficie externa de los afloramientos, sin penetrar más

allá de unos milímetros, al tiempo que en la mayor parte de los casos varia su

coloración. Puede darse que la consecuencia fundamental de la oxidación es la

formación de patinas superficiales, casi siempre de color rojizo u ocre oscuro.

2 LA HIDRATACIÓN:

Afecta con mayor profundidad a las rocas compuestas de forma casi exclusiva

por minerales susceptibles de reaccionar al agua, estas rocas son sobre todo

de tipo metamórfico y meta sedimentario compuestas de silicatos aluminosos,

las cuales al hidratarse se transforman en arcillas, haciendo que no solo

cambie la naturaleza químico - Mineralógica de la roca en un espesor que

puede superar la decena de metros sino que su resistencia frente a los agentes

erosivos disminuye sustancialmente.

3 LA HIDRÓLISIS:

Es una reacción que tiene por efecto el desdoblamiento de una molécula en

presencia de agua, en términos geomorfológicos, es un proceso de

meteorización consistente en la combinación hidrolitica de determinados

elementos de los minerales que tiene como consecuencia la ruptura de los

sistemas de cristalización de estos. Actúa sobre los componentes silicatados y

aluminicos silicatados de las rocas (micas, feldespatos, etc.), destruyendo su

estructura cristalina originaria y dando lugar a la progresiva separación de

sílice de los elementos con los que se combina, a la neoformación de minerales

arcillosos y a la liberación de los elementos metálicos en forma de hidróxidos.

Para que se produzca la meteorización química es necesaria la presencia de

agua y con una temperatura alta la velocidad de reacción aumenta.

La meteorización química es muy alta en zonas ecuatoriales y tropicales,

media en zonas de clima templado-húmedo y baja en las zonas extremas de

mucho frío o calor y pocas precipitaciones donde domina la alteración

mecánica.

METEORIZACIÓN BIOLÓGICA

se debe a la acción de vegetales, en concreto a la acción de las raíces que

entran en el terreno en forma de cuña y van partiendo las rocas y disgregando

el suelo.

AGENTES O FACTORES QUE INCIDEN EN EL MODELADO DEL RELIEVE Y

LA METEORIZACIÓN

El modelado del relieve se produce, en gran medida, por la acción de la

meteorización sobre los materiales preexistentes. El modelado, por tanto,

vendrá condicionado por los mismos factores que controlan la meteorización.

De estos factores los más importantes son el tipo de materiales (litología) y el

clima (temperatura, humedad vientos y radiación solar) , pero existen otros

factores que contribuyen a exagerar o suavizar los efectos que marcan los

factores básicos estos son la variable estructura y la variable tiempo.

a. LITOLOGÍA:

Partiendo del hecho que el relieve es el conjunto de formas que

adoptan los materiales y rocas de la corteza terrestre, se podría decir que

este factor es el más importante que influye en el modelado del relieve,

debido precisamente que es allí donde se producen todos los procesos de la

meteorización, aunque para que sé de la meteorización es importante contar

con otras variables como temperatura, agua, viento para que se produzca las

diferentes fragmentaciones, descomposiciones de la roca todos estos

agentes son los encargados de provocar los relieves que podemos observar

hoy día.

b. CLIMA:

Que varía con épocas, estaciones, actividad solar, volcanes, etc., dependen

los mecanismos físicos y químicos que actúan sobre la superficie del

Planeta. El clima también influye en el desarrollo o no de la vida animal y

vegetal sobre las rocas expuestas a la meteorización. Los vegetales son los

seres vivos que más acusan las variaciones climática, así mismo el clima

influye de sobre manera para que se de determinado tipo de meteorización

de allí su importancia.

c. TIEMPO:

El tiempo que un relieve está sometido a los agentes erosivos y

a la meteorización hace que lo consideremos más maduro o evolucionado o

con formas más “juveniles”. El tiempo transcurrido desde su formación habrá

permitido que los agentes geológicos externos hayan modelado a través de

las crisis climáticas los relieves surgidos.