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Universidad Politécnica de Madrid Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LAS TEJAS CERÁMICAS CURVAS ANTIGUAS Y SU EVOLUCIÓN EN EL TIEMPO TRABAJO FIN DE MÁSTER Mª Almudena García González 2011

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Universidad Politécnica de Madrid

Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica

ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y DEL

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LAS TEJAS

CERÁMICAS CURVAS ANTIGUAS Y SU EVOLUCIÓN EN

EL TIEMPO

TRABAJO FIN DE MÁSTER

Mª Almudena García González

2011

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 1 -

Universidad Politécnica de Madrid

Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica

Máster Oficial en “Técnicas y Sistemas de Edificación”

TRABAJO FIN DE MÁSTER

ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y DEL

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LAS TEJAS

CERÁMICAS CURVAS ANTIGUAS Y SU EVOLUCIÓN EN

EL TIEMPO

Autor

María Almudena García González

Directores

Dª Mercedes Del Río Merino

D. Mariano González Cortina

Subdirección de Investigación, Doctorado y Postgrado

2011

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RESUMEN

La reutilización de materiales de construcción procedentes de antiguas

edificaciones ya se llevaba a cabo en tiempos remotos, pero en las últimas

décadas esta práctica ha tomado una gran importancia debido a motivos

medioambientales, sostenibles y estéticos. El caso de la teja cerámica encabeza

la lista de materiales de construcción reutilizados y valorados en nuestros días.

Sin embargo la normativa actual no recoge las características o prestaciones

exigibles a dichas tejas a fin de tener criterios de aceptación o rechazo de las

mismas.

Por otro lado, los estudios e investigaciones que se han analizado en este trabajo

no arrojan resultados analíticos sobre la evolución en el tiempo de las

prestaciones de las tejas como material de cobertura.

Como consecuencia del vacío legal que existe en cuanto a los materiales de

derribo y a fin de concretar las características físico – mecánicas de las tejas

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curvas antiguas, y así mismo, poder establecer su idoneidad frente a las

exigencias actuales para los materiales de cubierta, se desarrolla este trabajo.

En él se han ensayado tejas de diferentes rangos de edad y se ha podido concluir

que el musgo y liquen que se ha depositado sobre ellas a lo largo de los años

hacen que dichas tejas se puedan clasificar con la categoría 1 en cuanto a

impermeabilización, según la actual normativa (EN 1304), pudiéndose comparar

en este aspecto a las tejas de reciente fabricación, hecho que no es posible sin

esta capa orgánica propia de su edad.

Además de la impermeabilización, requisito imprescindible de cualquier material

de cobertura, se ha comprobado que la capacidad mecánica de las tejas antiguas

no se ve afectada por el paso del tiempo y que la película de musgo y liquen no

afecta a su resistencia a flexión.

En cuanto a la durabilidad de estas tejas antiguas se ha comprobado que éstas

son resistentes a la helada, habiéndolas sometido a muy bajas temperaturas

(hasta -40ºC), sin que manifestaran tras estos ensayos signos de deterioro

alguno.

Como conclusión final podemos establecer, y así se ha demostrado con los

ensayos de este trabajo, que las tejas antiguas, pese a los deficientes procesos

de fabricación de su época y el escaso o inexistente control de calidad de los

mismos, con el paso del tiempo conservan e incluso mejoran sus características

tanto físicas como mecánicas, pudiendo ser por tanto un material perfectamente

reutilizable en edificaciones actuales.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 4 -

INDICE

1. Introducción ........................................................................................................................................... - 6 -

2. Evolución histórica del uso de la cerámica ............................................................................................ - 9 -

2.1 La tierra como material de construcción ....................................................................................... - 9 -

2.2 La construcción con tierra en la actualidad ................................................................................ - 12 -

2.3 La cerámica como material de construcción .............................................................................. - 14 -

2.4 La teja como material de construcción ....................................................................................... - 16 -

3. Características de las tejas antiguas ................................................................................................... - 20 -

3.1 Dimensiones de las tejas ............................................................................................................ - 20 -

3.2 Durabilidad y resistencia a la helada .......................................................................................... - 22 -

3.3 Aislamiento térmico .................................................................................................................... - 23 -

3.4 Líquenes que colonizan las tejas. permeabilidad ....................................................................... - 24 -

4. Marco normativo relativo a las tejas cerámicas ................................................................................... - 25 -

4.1 Normativa relativa a las características físicas de las tejas cerámicas ...................................... - 25 -

4.2 Normativa relativa a la resistencia a flexión ............................................................................... - 27 -

4.3 Normativa relativa a la permeabilidad ........................................................................................ - 28 -

4.4 Normativa relativa a la resistencia a la helada ........................................................................... - 29 -

4.5 El código técnico y los materiales cerámicos ............................................................................. - 32 -

4.6 Marcado CE ............................................................................................................................... - 34 -

4.7 Normativa para la recuperación de la teja vieja ......................................................................... - 36 -

5. Estado de la cuestión .......................................................................................................................... - 37 -

5.1 Durabilidad y resistencia a la helada .......................................................................................... - 37 -

5.2 Líquenes que colonizan las tejas. permeabilidad ....................................................................... - 40 -

5.3 Aislamiento térmico .................................................................................................................... - 42 -

5.4 Los materiales cerámicos antiguos como materiales reutilizables ............................................. - 43 -

6. Objetivos del trabajo ............................................................................................................................ - 46 -

7. Fase experimental ............................................................................................................................... - 47 -

7.1 Caracterización de la tejas .......................................................................................................... - 47 -

7.2 Ensayo de absorción .................................................................................................................. - 56 -

7.3 Ensayo de permeabilidad ........................................................................................................... - 70 -

7.4 Ensayo de heladicidad ............................................................................................................... - 80 -

7.5 Ensayo de resistencia a flexión .................................................................................................. - 87 -

8. Conclusiones finales ......................................................................................................................... - 107 -

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8.1 En cuanto a la caracterización .................................................................................................. - 107 -

8.2 En cuanto a las propiedades físicas ......................................................................................... - 107 -

8.3 En cuanto a las propiedades mecánicas .................................................................................. - 108 -

9. Futuras líneas de investigación ......................................................................................................... - 109 -

10. Bibliografía ......................................................................................................................................... - 110 -

11. Anexos ............................................................................................................................................... - 114 -

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1. INTRODUCCIÓN

En su ensayo ―América, tierra firme‖ [01], Germán Arciniegas dedica un capítulo,

(El lenguaje de las tejas), a los tejados de teja y su transcendencia en la

arquitectura americana postcolombina, herencia sin duda de los españoles

conquistadores, afirmando en el mismo que ―si hay algo que le dé o imprima

carácter, que “caracterice” a una arquitectura, es la manera de cubrir los edificios.

“Toda la personalidad de las construcciones españolas está en las tejas‖.

El Tile Roofing Institute de Chicago [02], haciendo referencia al aspecto de los

tejados cerámicos, se cuestiona lo siguiente ―Are roof tiles available that don't look

Spanish?‖. Actualmente los fabricantes de tejas dotan al mercado de una enorme

variedad de aspectos, colores, acabados, imitaciones, etc. pero la realidad es que

la tradicional teja cerámica es sin duda una seña de identidad de la arquitectura

española, que la hace mundialmente conocida. En el mismo ensayo de Germán

Arciniegas antes mencionado, se cita literalmente ―Cuándo los ingleses van de

turismo a España, siempre llegan diciendo lo mismo: "Qué linda es la teja

española‖ y en otro párrafo de su obra ―A veces, con los años, no sólo líquenes y

musgos, sino plantas de mayor atrevimiento prosperaban sobre las tejas;

entonces la casa tomaba un remate vegetal y florido que le daba encanto de ruina

y rusticidad. En esas tejas está el alma de España”. [01]

Como cualquier material de construcción actual, la teja cerámica posee unas

cualidades de calidad que le permiten ofrecer unas prestaciones de estanqueidad,

impermeabilidad, resistencia, etc. que se han ido mejorando con el tiempo, como

aseguran varios autores como Juan Monjo, en su libro ―Patología de cerramientos

y acabados arquitectónicos‖, y como fruto de investigaciones y mejoras

continuadas. La teja antigua, tras su aspecto degradado por el paso del tiempo,

oculta un material siempre joven desde el punto de vista de las prestaciones que

ofrece.

Con esta teoría como punto de partida, de la que no se han encontrado

referencias durante el desarrollo de este trabajo sobre investigaciones al

respecto, siendo sin embargo muy aceptada y generalizada, podríamos analizar

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las tendencias de uso y el mercado de este material bajo dos puntos de vista. Por

un lado es perfectamente constatable la inquietud por conservar el aspecto de la

arquitectura tradicional, conservando los viejos aspectos y sistemas constructivos,

por ejemplo en los cascos antiguos de las ciudades históricas como Toledo,

Segovia, Granada, Sevilla, etc. donde las Ordenanzas Municipales obligan a

mantener la estética tradicional, para lo que es necesario reutilizar la piezas

antiguas o adquirir nuevas tejas con acabado imitando al tradicional. A este

motivo estético se une la no menos importante razón de la sostenibilidad, que

tanto se está procurando en las últimas décadas. Por tratarse de un material

fácilmente reutilizable y además fabricado exclusivamente de materia prima

natural, su uso es sostenible y ecológico, por lo que parece razonable pensar que

el interés por este material sea creciente.

Sin embargo, hay otro punto de vista respecto de los materiales reutilizables y

concretamente de las tejas antiguas, y es que si bien su reutilización parece muy

recomendable, la normativa actual no recoge esta posibilidad, no facilitando con

ello su empleo. Como se verá en capítulos posteriores, la normativa referente a

las tejas cerámicas, ya desde sus orígenes con las Normas Básicas y

Tecnológicas de edificación, no hace referencia a las tejas antiguas ni a los

posibles ensayos que pueden avalar su aceptación en el mercado. Con la entrada

en vigor del Código Técnico de Edificación no sólo no se minimiza problema sino

que se da un paso hacia atrás en la posibilidad de reutilización ya que se exige un

marcado CE a los materiales de construcción que avalen la calidad de los

mismos, dejando bajo responsabilidad del autor del proyecto el uso de cualquier

otro que no tenga dicho marcado, como podría ser el caso de tantos materiales

reutilizables, entre ellos la teja cerámica objeto de este trabajo. Profundizando en

el problema es fácil darse cuenta de que quizá detrás de este vacío legal pueda

estar el desinterés de los fabricantes cerámicos por que la teja antigua pueda ser

reutilizada, ya que de lo contrario la producción de teja nueva se vería seriamente

perjudicada. De esta manera dichos fabricantes de teja invierten en mejorar la

calidad de sus productos y en el acabado de los mismos, ofreciendo cada vez

más acabados superficiales imitando las antiguas piezas, pero no colaboran ni

facilitan la labor de avalar la teoría de que la teja antigua conserva o incluso

mejora sus cualidades con el paso del tiempo.

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En este trabajo se ha estudiado el comportamiento de las tejas antiguas frente a

la helada y su resistencia a flexión, analizándose así mismo sus características

físicas como la absorción, permeabilidad y el tiempo de saturación,

estableciéndose la influencia que el liquen y musgo tienen sobre las tejas que

colonizan.

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2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL USO DE LA CERÁMICA

2.1 LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

La historia de la edificación y la de los materiales de construcción y la historia de

la especie humana discurren en paralelo desde el momento en que el hombre

primitivo deja de ser nómada y comienza a precisar un hogar, surgiendo por tanto

fruto de una necesidad y con objeto de cubrir una carencia.

El uso y desarrollo de los distintos materiales de construcción está en función,

entre otros motivos, de la accesibilidad a las materias primas con las que

producir dichos materiales. En los primeros momentos de la historia de la

edificación, los materiales utilizados son los que se encuentran en la naturaleza

con cierta facilidad, habida cuenta de la carencia de métodos de producción,

fabricación, etc. de éstos, siendo estos primeros materiales ramas de árboles,

piedras, barro, etc.

Según esta premisa, uno de los primeros materiales naturales utilizados con fines

constructivos fue la ―tierra‖ por su abundancia en cualquier lugar del planeta, en

sus diferentes tipologías.

El primer elemento constructivo con barro es el muro tapial, consistente en un

muro de tierra apisonada y mezclada con paja o ramas, que mejoran la trabazón

del muro y le dan plasticidad. Este tipo de muro ya se evidencia en la muralla de

la antigua ciudad de Jericó, en el siglo IX a.d.C. según varios tratados de

prehistoria, estando aún hoy muy extendido en todo el mundo. Tal es así que se

calcula que el 50% de la población mundial construye todavía hoy sus viviendas

con barro.

Tal es la importancia de la construcción con barro, y más concretamente con el

muro tapial, que hoy en día hay numerosos estudios realizados tanto desde el

punto de vista histórico, de rehabilitación de edificaciones singulares realizadas

con este sistema, como desde el intento de hacer resurgir estos sistemas y

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materiales tradicionales en aras de una arquitectura biológica, ecológica y

sostenible. Este resurgir tan intenso de la tierra y el barro como material de

construcción nos obliga a dedicarle un apartado al estado actual de estas

técnicas, por lo que este aspecto se desarrolla con algo más de profundidad, sin

llegar a ser objetivo del presente trabajo, en el apartado 2.3.

Otra versión del barro como material de construcción es el mundialmente

extendido adobe, siendo desde sus orígenes y hasta la actualidad un material de

presencia indiscutible en la edificación. El origen de la técnica primitiva del uso del

barro como material de construcción pudiera remontarse, según se evidencia en

los vestigios existentes de las primitivas comunidades agrícolas en Mesopotamia,

a más de 7.000 años antes de la era cristina. El ladrillo secado al sol o adobe

también fue utilizado por los grandes constructores egipcios, según nos han

dejado reflejado los jeroglíficos, existiendo ya en esta época el oficio de ladrillero.

Los pueblos árabes heredaron este sistema denominando a los adobes con el

término atob, que significa cieno o lodazal.

El adobe es un sistema más pobre que el muro tapial y era empleado

generalmente en las edificaciones más modestas, lavantadas casi siempre por el

propio usuario de la misma, ya que el tamaño de las piezas (en torno a 30x20x15

cms. de caras rugosas y bastas) permite la colocación de las mismas por una sola

persona (Imagen 1). Normalmente se fabricaban los adobes poco a poco y según

se contaba con el material, de

manera que la vivienda se

construía de manera muy lenta.

Los muros de adobe se

levantaban sobre una

cimentación semejante al

empleado para el muro tapial y,

muy a menudo, directamente

sobre una zanja como único Imagen 1. Muro de adobe.

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sistema de transmisión de cargas al terreno. Las piezas de adobe se sujetaban

entre sí con barro, y en algunas ocasiones cada dos o tres hiladas se recibían con

yeso o cal.

Las estructuras conseguidas con adobes son siempre mucho menos gruesas que

las ejecutadas con tapial, por lo que es sólo válido para pequeñas viviendas de

una sola altura.

La construcción de adobe migró hace muchos siglos de Marruecos,

popularizándose el uso de moldes de madera para sistematizar la construcción

con adobes. En las Américas el uso de material equivalente al adobe aparece por

primera vez en el Valle de Chicama, en el Perú, hacia el año 3000 antes de

Cristo. Durante la conquista y colonización americana, el adobe constituyó

muchas veces la única solución para construir edificaciones en zonas remotas. La

llegada de modernas vías de penetración y transporte cambió esa situación y

nuevos materiales de construcción desplazaron y relegaron el uso del adobe en

nuestro mundo contemporáneo.

Las construcciones de adobe representan las estructuras más antiguas del sud-

oeste de los EE.UU. que todavía están en pié. Existen aún edificaciones de

misiones religiosas y casas privadas que datan de siglos atrás. Los colonizadores

de la región construyeron sus casas con adobe porque el material (tierra) era

abundante. No había bosques o grandes cantidades de rocas, de manera que

construyeron con lo que tenían a mano, siendo ésta la manera más eficaz y

sostenible de elegir los materiales de construcción hoy en día. Casi seguro que el

material más abundante en una región es, asimismo, el que mejor se adapta al

clima y al medio ambiente, además del evidente beneficio económico que

conlleva su elección.

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2.2 LA CONSTRUCCIÓN CON TIERRA EN LA ACTUALIDAD

Cabe destacar, sobre el muro de tapial, que pese a ser el elemento constructivo

en tierra más antiguo y a los avances tan importantes que se han producido en

cuanto a los materiales de construcción, actualmente hay una gran tendencia a su

resurgimiento, debido a sus excelentes cualidades aislantes tanto térmicas como

acústicas, su resistencia a compresión, y en los últimos años por su gran valor

ecológico.

Ejemplo del apoyo a esta técnica milenaria son los muchos libros, artículos,

páginas web de organismos oficiales, etc. que en los últimos tiempos están

apostando por esta técnica y porque ésta ocupe un lugar en la arquitectura

tradicional y la rehabilitación. Este reciente crecimiento del interés por la

arquitectura del barro está presente en todo el planeta, como demuestran el

Primer Congreso Virtual de Arquitectura, celebrado en Caracas en el año 2000 en

el que el arquitecto D. Gonzalo Vélez Jahn impartió el curso titulado ―Arquitectura

del Barro‖.

Otro ejemplo claro del reciente interés que este tema ha suscitado entre los

profesionales de la arquitectura y la construcción, así como de los historiadores e

investigadores, es el Proyecto BIA 1092-2004. ―Propuestas de mantenimiento,

evaluación y restauración para la rehabilitación de edificios e infraestructuras

urbanas con fábricas históricas de tapial en la Provincia de Sevilla.‖ (2004-2008),

financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y con Amparo Graciani

García como Investigador Principal. Este proyecto desarrollado por dos

investigadores de la Escuela de Arquitectura Técnica de la Universidad de Sevilla

es la continuación de otros tantos estudios realizados por éstos y por otros

investigadores, como el presentado en el First Internacional Congress on

Construction History [03].

La arquitecta de origen alemán, aunque afincada en España desde 1987, Petra

Jebens-Zirkel es una gran promotora de la construcción biológica o

bioconstrucción, término que ella misma fue la primera en utilizar al traducir

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literalmente de su alemán natal el término baubiologie (biología de la

construcción) al español. Petra se ha especializado en la construcción con adobe

y en un producto prefabricado denominado Cannabric. Se trata de un adobe

prefabricado que se fabrica en Andalucía desde el año 2005. Así mismo Petra

Jebens-Zirkel utiliza el tapial, y soluciona las cubiertas de sus bioconstrucciones

con vigas de madera y cáñamo, así como las cubiertas ajardinadas. Este tipo de

arquitectura, a la vez tradicional e innovadora, además de económica y

sostenible, cuenta, como se ha mencionado, con una gran aceptación en la

actualidad, como se constata en numerosas publicaciones como el artículo de

Elpais.com publicado el 26/08/2008 y titulado De vuelta a los orígenes: construir

con adobe.

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2.3 LA CERÁMICA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

Uno de los primeros avances en el mundo de los materiales de construcción fue

el descubrimiento de la cerámica, como combinación del barro con el fuego. Este

primer descubrimiento se produce de manera fortuita y casual, no siendo en

principio aprovechado con fines constructivos, sino para la fabricación de los

primeros objetos de uso cotidiano, tales como vasijas y otros elementos propios

del ajuar doméstico.

Sin embargo estos primeros objetos cerámicos nada tienen que ver con los de

épocas posteriores una vez que éstos comienzan a ser cocidos, adquiriendo

propiedades demandadas por los materiales de construcción, tales como la

dureza, rigidez o resistencia.

El material cerámico por excelencia, tanto por ser el más utilizado como por ser el

primero en desarrollarse como material elaborado, es el ladrillo cerámico. Al igual

que el uso de la tierra o barro como material de construcción se comenzó a

emplear en los pueblos de Mesopotamia, lo mismo ocurrió con los ladrillos

cocidos. Desde allí se extendió a India y China por el Este, mientras que por el

Oeste pronto llega a Egipto, donde se han datado algunas piezas en el siglo XXX

a.d.C. En algunas pirámides de esta época se han encontrado ladrillos de forma y

tamaño muy similares a los actuales como elementos de relleno en paramentos

recubiertos de piedra.

Todas las grandes civilizaciones antiguas han utilizado la cerámica como material

de construcción, así por ejemplo los griegos fueron los primeros en utilizar las

tejas cerámicas como material de cubrición. Pero sin duda alguna los grandes

propulsores y dominadores de la tecnología cerámica fueron los romanos, tanto

es así que fueron los primeros en desarrollar lo que posteriormente sería la

normalización en los métodos y materiales de construcción, aportando una

medida patrón llamado pie romano, en torno al cual se establecen distintas

dimensiones para las piezas cerámicas.

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En la Península Ibérica el uso de la cerámica de construcción se generaliza y se

extiende igual que en el resto del Imperio Romano, y su influencia en las distintas

zonas viene determinada por la abundancia y facilidad de extracción de las

materias primas de las mismas.

Con la llegada de los árabes a la Península Ibérica la cerámica como material de

construcción queda totalmente asentado, pasando a ser el material más utilizado

y considerado el más notable de los materiales. Los árabes dejan la herencia

más relevante en la arquitectura española, concretamente el mudéjar, un arte de

albañiles y alarifes de pura tradición hispano musulmana, con ejemplos

tempranos en ambas Castillas, a partir del denominado ―románico de ladrillo‖, y

en Aragón, además de Andalucía, que lo difunde en el Nuevo Mundo de Colón.

En el siglo X, tanto en el entorno de León como en Al-Andalus, la producción de

tejas y ladrillos está plenamente consolidada, de modo que los fabricantes de

dichas manufacturas debían tener moldes de dimensiones determinadas.

Sin embargo, a veces se destaca en exceso la importancia de la influencia árabe

en el desarrollo de la cerámica de construcción, ya que a pesar de ser relevante,

no constituye algo absolutamente original y exclusivo, ya que en la Europa no

mediterránea la fabricación de ladrillos renació en la Edad Media, siguiéndose los

antiguos patrones romanos. En Inglaterra ya se cocían ladrillos a finales del siglo

XIII, e incluso antes en los Países Bajos. Durante la Baja Edad Media, los ladrillos

ganaron importancia en arquitectura civil en Países Bajos e Inglaterra. Se usaban

en paredes, tabiques, chimeneas, hogares y zócalos y también se empleó el

ladrillo en viviendas humildes.

Con la llegada del Renacimiento resurge el interés por las técnicas constructivas y

los materiales de construcción, escribiéndose libros técnicos que ocasionan una

evolución significativa. Se retoman los conocimientos romanos y con ellos se

continúa la evolución hasta la Revolución Industrial.

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2.4 LA TEJA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

2.4.1 EVOLUCIÓN HISTÓRICA DEL USO DE LA TEJA CERÁMICA

Como ya se ha dicho anteriormente, las tejas cerámicas fueron utilizadas por

primera vez como material de construcción por los griegos, cuando el ladrillo

cerámico ya llevaba muchos siglos utilizándose por civilizaciones anteriores. En

un principio los griegos empezaron a techar sus edificios con los ladrillos de

adobe que posteriormente fueron reduciendo de espesor para llegar a las piezas

más planas. Esta evolución del ladrillo a la teja fue debida a la mala calidad de la

cocción de los ladrillos en unos hornos bastante rudimentarios. Al reducir el

espesor del ladrillo se reducían las tensiones internas debidas a la diferencia de

temperatura existente entre el núcleo y las superficies externas de la pieza, por lo

que la cocción de la pieza era más uniforme [04].

La fabricación de estas tejas y su empleo como material de cobertura fue un

fenómeno corriente en la España cristiana al menos desde el siglo X, teniendo

continuidad hasta nuestros días.

Los romanos utilizaban en sus cubiertas el imbrex o teja curva, que actuaba como

cobija, o sea, tapando las juntas dejadas por otras planas de mayor tamaño

(tegulae). Estas tejas eran colocadas sobre las estructuras de madera de

formación de la cubierta o sobre cúpulas o bóvedas, adaptando las pendientes de

éstas si era necesario para favorecer la evacuación del agua de lluvia (Imagen 2).

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En el siglo XII fue corriente el uso de tejas de barro cocido en Inglaterra, y hacia

el 1200 era obligado en Londres y otras ciudades techar con teja, abandonando el

tipo de cubierta allí tradicional, que era a base de materia de origen vegetal, más

propio del mundo rural. En algunos de los fueros de ciudades castellanas, como

el de Zorita de los Canes (Guadalajara), se expresa claramente la obligación de

cubrir los edificios, viviendas en particular, con tejado utilizando la teja curva, la

que hoy vemos en construcciones tradicionales, desde el Cantábrico al

Mediterráneo [05].

Las tejas curvas, también llamadas ―árabes‖, ―morunas‖, ―lomudas‖, ―lomada‖, y

de ―media caña‖, [05] según diferentes autores consultados, había dos métodos

de fabricación de las mismas. El método más usual consistía en moldear las

piezas en una gradilla o gabera poco profunda, obteniendo una placa de arcilla en

verde, que más tarde adquiriría en otro molde interior forma hemitroncocónica.

Este segundo molde, con mango para poder retirarlo, se llamaba ―galápago‖.

En Argentina también se denomina a la teja árabe, ―teja muslera‖ por la técnica

empleada para su fabricación artesanal, ya que le daban forma con los muslos de

la pierna, técnica transmitida por los jesuitas a los aborígenes durante el siglo XVI

[06].

Imagen 2: Tejas romanas y piezas especiales. Fuente: Martín Sanchez, R.

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2.4.2 USO DE LA TEJA CERÁMICA EN LA ACTUALIDAD.

La teja cerámica es posiblemente, el material más adecuado para realizar una

cubierta. Como ventajas de este sistema de cubrición podemos resaltar el hecho

de que cada pieza supone una junta de dilatación cada pocos centímetros,

haciendo de este elemento una solución flexible y adaptable a los movimientos

del soporte. A esto se suma la resistencia al paso del tiempo, hecho que se

pretende demostrar en este trabajo, su facilidad de mantenimiento y reposición,

etc. El tejado ha sido la forma tradicional de cubrir aguas en las casas y edificios

en general, mientras no hubo materiales impermeabilizantes adecuados para

conseguir la estanqueidad de la cubierta.

En los últimos años se está viviendo un resurgimiento de los materiales cerámicos

en la construcción, al que la teja no es ajena. En el año 2007, la revista

Tecnología de Arcilla, publicaba un artículo en el que se analizaban las distintas

características de la arcilla como material para la fabricación de tejas, frente a las

de hormigón. La conclusión del mismo es que ―there is no reason why clay roof

tiles cannot take a larger share of the market and become the first choice for the

UK construction industry” [07]. El dominio de Mercado que había conseguido el

hormigón frente a la arcilla tras la Segunda Guerra Mundial, debido a su

economía, está cambiando poco a poco en parte por la presión legislativa de los

gobiernos a fin de mejorar la sostenibilidad de las edificaciones.

Sin embargo, es muy extraño encontrar a grandes arquitectos que, con la

excepción de una obra de rehabilitación, proyecten sus edificios con este sistema

constructivo. La cubierta inclinada y la teja cerámica no van a dejar de instalarse

mientras se promuevan viviendas unifamiliares, pero parece difícil que las

cubiertas de los grandes equipamientos, museos, estaciones o edificios de

vivienda colectiva se realicen con teja. No obstante, el sector de la cerámica de

construcción, y la teja en particular, está siendo objeto de continuas

investigaciones. Algunos fabricantes de materiales cerámicos están

especializados en la producción de tejas cerámicas, y han utilizado toda su

experiencia en mejorar las condiciones de aislamiento térmico y estanqueidad.

Los solapes y canaladuras facilitan el drenaje del agua de lluvia y permiten

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 19 -

ángulos más tendidos de colocación. La teja cerámica realizada con mejores

arcillas y cocción adecuada es la teja clinquer, de muy baja absorción, (menor al

6%) y con una resistencia mayor.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 20 -

3. CARACTERÍSTICAS DE LAS TEJAS ANTIGUAS

3.1 DIMENSIONES DE LAS TEJAS

Existen tejas cerámicas antiguas en distintos colores, formas y tamaños.

Por lo que se refiere al tamaño en España y aunque en materiales de derribo no

se puede hablar de estándares, lo cierto es que existen unas medidas que se

repiten con mayor frecuencia aunque se ha de considerar que dada la fabricación

artesana en los antiguos tejares, empresas de carácter local, y dados los métodos

utilizados, se puede casi decir que hay tantas formas y tamaños como piezas.

La teja vieja más extendida en el Mediterráneo en general, y en España en

particular, es la llamada teja árabe, que es una simplificación de la teja romana de

la antigüedad, las ya citadas imbrex (canal) y la teja cobija llamada tégula.

No obstante las dimensiones de

las tejas fueron acotadas desde

tiempos remotos, como recoge

Menéndez-Pidal en su obra ―La

España del siglo XIII leída en

imágenes‖ [08], literalmente

―según los fueros, estas tejas

debían tener las siguientes

dimensiones: poco más de 40 cm.

de largo, unos 30 cm. en la falda y

2,5 de grueso‖, o como se

muestra en la Imagen 3, del

artículo de Caro Bellido, titulado

―Sobre un ladrillo llamado

nazarí‖.

A finales del siglo XIV, las Ordenanzas de Ávila reglamentaban las medidas que

debían tener las tejas, los ladrillos, los adobes y las piezas de madera.

Imagen 3. Tamaño más usual de la teja y el Galápago para su fabricación. FUENTE: “Sobre un ladrillo llamado nazarí” CARO BELLIDO, A..

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 21 -

En la Imagen 4 se muestran las dimensiones de las tejas cerámicas curvas

actuales, que como se puede comprobar son de gran diversidad de tamaños,

según usos, zonas de utilización, fabricantes, etc. No obstante, la teja mas

frecuente en España tiene una longitud en torno a los 45 cms y a los 20-23 cm. de

anchura, asemejándose a las dimensiones que ya se citaban en el siglo XIII,

anteriormente mencionadas.

Estas ligeras diferencias de tamaño no son óbice para la perfecta funcionalidad

del tejado dada la yuxtaposición de piezas con la que se monta este tipo de

material.

Imagen 4: Dimensiones de las tejas curvas actuales. FUENTE: Catálogo de Hispalyt: Catálogo de soluciones cerámicas para el cumplimiento del código técnico de la edificación

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 22 -

3.2 DURABILIDAD Y RESISTENCIA A LA HELADA

Muchas estructuras con tejados de teja cerámica, no solo han permanecido

intactos, funcionales y bellos durante siglos, sino que su estética inmejorable ha

elevado el valor de los inmuebles que disponen de este tipo de tejados.

No se puede saber el tiempo que duran las tejas cerámicas. En la mayor parte de

los casos las tejas cerámicas duran más que las estructuras que las soportan.

La durabilidad de las tejas representa una gran importancia, ya que ellas van a

estar expuestas directamente a la intemperie sin ningún tipo de protección.

También debemos tener en cuenta que el agua de lluvia y el aire saturado de

humedad pueden traer consigo sales disueltas que ataquen químicamente el

material y que pueden provocar, lentamente, la degradación del mismo; factor a

tener especialmente en cuenta en zonas próximas al mar.

Hay muchas razones para el éxito de las tejas árabes como material de

construcción a lo largo de la historia. Aparte de su belleza, se adaptan a todo tipo

de climatología, no se pudren en ambientes húmedos, y soportan todo tipo de

inclemencias como fuego, viento y nieve. Por estas razones hoy en día los

fabricantes de teja nueva llegan a asegurar sus tejas durante 50 años.

La durabilidad de las tejas puede verse afectada por la acción del hielo, pues

como se sabe, la transformación del agua en hielo supone un aumento del

volumen del orden del 9%. Esta expansión, cuando ocurre con el agua absorbida

por tejas que se encuentran en condiciones desfavorables de ventilación, pueden

causar daños en su estructura. Por ello, en aquellos casos de acentuada bajada

de temperaturas, con valores negativos, sin que el agua que satura los poros de

las tejas hayan tenido tiempo ni condiciones de poder evaporarse, al menos

parcialmente, la teja estará sujeta a esfuerzos internos que pueden ocasionar

rupturas en forma de lascas conocidas como ―desconchamientos‖ u otras lesiones

recogidas en la citada norma EN-539-2.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 23 -

3.3 AISLAMIENTO TÉRMICO

Tanto desde el punto de vista de confort habitacional como de ahorro energético,

el aislamiento térmico de los edificios juega un papel transcendental, por tanto

resulta relevante el comportamiento de los materiales escogidos para la cubierta,

siendo ésta un foco de pérdida de calor muy importante.

Las tejas cerámicas tienen un alto coeficiente de aislamiento térmico. El efecto

aislante se consigue mediante la superposición de unas piezas sobre otras y por

la cámara de aire que se crea entre ellas que permite una mejor circulación del

aire y con ello reduce la transferencia de calor directo a las estructuras inferiores,

logrando con ello una reducción de costes de aire acondicionado durante el

verano y evitar las condensaciones de humedad durante el invierno.

En este sentido, los ensayos realizados en instituciones especializadas confieren

a la teja cerámica los mejores resultados comparadas con otros tipos de

materiales usados en cubiertas, con la misma finalidad.

En el caso de las tejas procedentes de derribo, a las anteriores razones hay que

añadir la reducción de la conductividad térmica gracias a la ova o fina capa de

musgo que se forma en el reverso de las tejas y que no debe ser retirada, para

mejorar el aspecto térmico de las mismas, tal y como se afirma en la página

especializada en la reutilización de materiales

materialdederribo.info/artículos/tejas cerámicas de derribo [09].

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 24 -

3.4 LÍQUENES QUE COLONIZAN LAS TEJAS. PERMEABILIDAD

Los edificios, y en concreto los materiales de acabado de los mismos, pueden ver

afectadas sus cualidades por la aparición de organismos vivos sobre ellos,

produciéndose la llamada erosión biológica. Estos organismos pueden ser de

varios tipos y pueden provocar distintas patologías, según la ―actitud‖ de dichos

organismos respecto al material lesionado, ya que puede tratarse de una acción

pasiva, de simple asentamiento o, por el contrario, una acción agresiva de

destrucción del material. Esta agresión puede ser mecánica, rompiendo el

material, o química, provocando transformaciones que originan pérdidas de

resistencia, como los hongos.

En el caso concreto de las tejas antiguas, éstas tienen una característica muy

singular y es la cobertura superficial de líquenes que han acumulado a lo largo de

su vida. Los líquenes son vegetales constituidos por un hongo ascomiceto o

basidiomiceto y un alga ciamofícea o clorofícea en vida parásita del primero o

simbiosis. Aparecen sobre materiales porosos como rocas, hormigón, ladrillo y

tejas cerámicas, formando costras foliáceas o arbustivas. Este fenómeno natural

de aparición y proliferación de microorganismos (líquenes) en tejas cerámicas se

denomina comúnmente «verdín».

Imagen 5. Aspecto de las tejas antiguas colonizadas por líquenes y musgo.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 25 -

4. MARCO NORMATIVO RELATIVO A LAS TEJAS CERÁMICAS

4.1 NORMATIVA RELATIVA A LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LAS

TEJAS CERÁMICAS

Desde mediados del siglo pasado la Dirección General de Arquitectura,

perteneciente al Ministerio de la vivienda desarrollaba la normativa en cuanto a

edificación, pasando posteriormente a reorganizarse en las llamadas NBE

(Normas Básicas de la Edificación), en un intento del gobierno de reunir y

reglamentar dichas normas, siendo éstas de obligado cumplimiento por quienes

participaban en el proceso constructivo. Estas NBE fueron completadas por las

Normas Tecnológicas (NTE), siendo éstas un complemento de las NBE, sin tener

carácter obligatorio. Tanto las NBE como las NTE establecen y regulan las

soluciones constructivas convencionales o tradicionales, por lo que se crea un

gran vacío en cuanto al desarrollo de nuevas técnicas, innovación, nuevos

materiales, etc. quedando éstos sin reglamentación legal. De esta forma el

Instituto Eduardo Torroja emite los Documentos de Idoneidad Técnica (DIT) de los

nuevos materiales del mercado.

En cuanto a las tejas cerámicas la normativa que ha estado vigente hasta la

entrada en vigor del CTE en el año 2007 ha sido la NTE-QTT ―Tejados de Teja‖

del año 1974, destacando de ésta que, por tratarse de una norma tecnológica, no

es de obligado cumplimiento. Esta norma establece los criterios de diseño y

ejecución, atendiendo a las distintas zonas climatológicas de España. Así mismo

recoge las características tanto de los distintos tipos de tejas como material de

construcción, como de los elementos singulares de las distintas cubiertas y la

resolución de estos elementos. Para completar el diseño y la ejecución de las

cubiertas de teja cerámica, la norma también recoge los criterios de aceptación,

medición y otros criterios de calidad.

En esta norma se percibe la ausencia de mención alguna a los materiales de

cobertura reciclados o reutilizados, hecho que se pudiera justificar por la fecha en

la que entra y se mantiene en vigor dichas normativa. Tratándose esta norma del

año 1974, y teniendo en cuenta el gran auge que la construcción ha

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 26 -

experimentado en la última década, quizá la inquietud hacia el reciclado o

reutilización de materiales no haya sido objetivo de la última normativa.

Lo que resulta más sorprendente es que en las normas posteriores relacionadas

con las cubiertas de teja cerámica se continúa sin considerar la posibilidad de

reutilización de las tejas usadas. La norma UNE 136020, ―Código de práctica para

el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas‖ establece los criterios de

diseño, ejecución y control de calidad de la diferente tipología de cubiertas con

tejas cerámicas. En cuanto a las características y requisitos de las tejas

cerámicas esta norma nos remite a la norma UNE-EN 1304, no haciendo mención

alguna a las tejas antiguas.

La citada norma UNE-EN 1304 es la denominada ―Tejas y Piezas auxiliares de

arcilla cocida. Definiciones y especificaciones de producto‖ y es la versión

española oficial de la norma europea EN 1304, en la que se define las tejas de

arcilla cocida como ―elementos de colocación discontinua sobre tejados inclinados

y para revestimiento interior y exterior de muros. Se obtienen por conformación

(extrusión y/o prensado), secado y cocción de una pasta arcillosa que contenga o

no aditivos‖. Como se puede comprobar la citada definición no hace alusión

alguna a las tejas antiguas y a la posibilidad de reutilización. Esta norma

especifica los distintos tipos de tejas atendiendo a su geometría, forma de

colocación y acabados, en donde se hace mención a los acabados superficiales

que imitan a las tejas antiguas.

En esta norma, en su apartado 5 se regulan las condiciones del marcado y

etiquetado de las tejas, reseñándose en el mismo datos del fabricante, país de

origen y fecha de fabricación, así como las características del producto. Según

esta norma, y como se verá posteriormente en el apartado del CTE, el etiquetado

y marcado es obligatorio, por lo que se dificulta la comercialización y por tanto

utilización de las tejas antiguas. Sin embargo, por todos es conocido el auge de la

arquitectura tradicional reutilizando materiales de derribo, atendiendo a razones

estéticas, ecológicas, sostenibles, etc. Este es otro de los motivos que motivaron

el desarrollo de este trabajo, a fin de poder establecer los criterios de aceptación

o rechazo de las tejas antiguas que las hagan susceptibles de ser reutilizadas.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 27 -

En la misma normativa también se definen los ensayos que hay que realizar antes

de la fabricación de una nueva teja o cuando se produzca un cambio en el

método de fabricación que pueda afectar a alguna de las características de las

tejas.

4.2 NORMATIVA RELATIVA A LA RESISTENCIA A FLEXIÓN

Como ya se he comentado, la norma vigente que regula las características y

especificaciones que deben cumplir las tejas de arcilla cocida es la UNE-EN 1304,

de Mayo de 2006, que es la transcripción española de la norma europea EN-1304

de Abril de 2005.

En esta norma, concretamente en el apartado 4.4.2 de la misma, se marcan las

exigencias mínimas para cada uno de los tipos de tejas en cuanto a su capacidad

ante una carga a flexión. En el caso de las tejas curvas, esta carga mínima

exigida es de 1.000 N.

Para comprobar la idoneidad de las tejas curvas se realizan los ensayos descritos

en la norma UNE-EN 538, que e describe en el apartado de este trabajo

correspondiente a la resistencia a flexión (apartado 7.5) dentro del capítulo de

Fase Experimental.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 28 -

4.3 NORMATIVA RELATIVA A LA PERMEABILIDAD

La UNE-EN 1304 clasifica las tejas en dos categorías atendiendo a sus

prestaciones de impermeabilidad, autorizando el empleo de las tejas de categoría

2 únicamente para aquellos tejados en los que la teja vaya a ser colocada sobre

una capa estanca al agua, es decir no dejando el cometido de la estanqueidad del

tejado al material de cubrición final. En este sentido, la teja antigua podría tener

cabida en este apartado, puesto que al no haber normativa específica para estas

tejas usadas, se podría optar por su utilización como mero elemento estético y de

acabado, sin considerar, por tanto, sus propiedades impermeabilizantes. Pero aún

así esta decisión no estaría avalada por la normativa vigente puesto que estas

tejas no pueden tan siquiera catalogarse como de categoría 2 al no haber sido

ensayadas según establece la normativa.

Para ensayar las tejas como material impermeabilizante se sigue la norma EN-

539-1, (―Tejas de arcilla cocida para colocación discontinua. Determinación de las

características físicas. Parte 1: Ensayo de Permeabilidad‖), que establece dos

métodos de ensayo diferentes, determinándose en cada caso el factor de

permeabilidad (método 1) y el coeficiente de permeabilidad (método 2), siendo el

valor de estos parámetros el que marca la categoría obtenida por las tejas

ensayadas (las ya citadas categorías 1 y 2).

Imagen 6. Cuadro de exigencias de permeabilidad de tejas cerámicas. Fuente: Catálogo de soluciones cerámicas para el cumplimiento del código técnico de la edificación de Hyspalit.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 29 -

4.4 NORMATIVA RELATIVA A LA RESISTENCIA A LA HELADA

Si hay una característica de calidad exigible a cualquier material de cobertura de

manera más justificada, ésta es la resistencia a las inclemencias meteorológicas,

debido al alto grado de exposición que éstos tienen y porque, además, deben

asegurar la estanqueidad del edificio en cuanto a dichos agentes.

Por este motivo la norma EN-1304 establece la obligatoriedad de pasar con éxito

la Norma Europea EN-539-2: ―Tejas de arcilla cocida para colocación discontinua.

Determinación de las características físicas. Parte 2: Ensayo de resistencia a la

helada‖, en la que se determina la metodología para la realización del ensayo de

resistencia a la helada según cuatro métodos, siendo utilizado cada uno de ellos

en diferentes países de Europa (métodos A, B, C y D).

Además esta norma aporta un quinto método (método E) genérico, que puede ser

utilizado en cualquier país europeo. Este método único establece la clasificación

de las tejas según su resistencia a la helada en tres categorías posibles, según el

número de ciclos de hielo-deshielo que éstas son capaces de soportar sin sufrir

desperfectos, siendo éstos clasificados según la Tabla 3 de la norma. Estas

categorías en las que se pueden clasificar las tejas son los niveles 1, 2 y 3, según

hayan soportado satisfactoriamente 30, 90 ó 150 ciclos de hielo-deshielo.

Sin embargo la nueva normativa europea, no ha entrado aún en vigor, estando

prevista su obligatoriedad para finales del presente año 2011. Con la entrada en

vigor de las nuevas exigencias europeas, todas las tejas cerámicas tendrán que

ser ensayadas de acuerdo al método E, exigiéndose además que para su

comercialización en España tengan que superar el nivel más exigente (>150

ciclos de congelación-descongelación), no admitiéndose tejas que no cumplan

este requisito.

Durante el año 2010 las tejas cerámicas podían ser ensayadas, a la elección de

cada fabricante, mediante el anterior método (método C), teniendo que superar 50

ciclos de congelación-descongelación, ó mediante el nuevo método (método E).

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 30 -

Debido a la coexistencia de los dos métodos de ensayo, y ante la inminente

entrada en vigor de la nueva normativa, más exigente en cuanto a la resistencia a

la helada, los fabricantes de tejas ya han comenzado a implantar en su protocolos

de calidad el ensayo por el método E, siendo varios de ellos los que ya han

puesto en el mercado productos clasificados como de Nivel 3 según la nueva

normativa. Tanto es el interés que ha despertado este nuevo método clasificatorio

respecto de la resistencia a la helada, y tanta es la competencia en el mercado

por los distintos fabricantes que el Aitemin (Asociación para la Investigación y

Desarrollo Industrial de los Recursos Naturales), concretamente en su Centro

Tecnológico de Toledo, ha ensayado tejas a 500 ciclos a petición de un

fabricante, obteniéndose resultados satisfactorios, como se muestra en el gráfico

siguiente.

Imagen 7. Resultado de ensayo de heladicidad en tejas cerámicas hasta 500 ciclos realizado en Aitemin.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 31 -

Como un paso más hacia la obtención de una mayor calidad en las tejas, en

cuanto a la heladicidad, la trasposición francesa de la norma europea (NF063 -

ANNEXE 1) incluye el método para ensayar las tejas cerámicas que vayan a ser

utilizadas en altitudes superiores a 900 metros. Se trata del ―Essai de résistance

au gel pour l’option complémentaire « climat de montagne », que la normativa

española no recoge.

Sin embargo, al igual que sucede con el método alternativo de ensayo de

impermeabilidad, este ensayo está recogido en el Reglamento de AENOR, por lo

que los fabricantes de tejas cerámicas, tienen cada vez más extendido este

ensayo en sus protocolos de calidad, ofreciendo al mercado tejas con la

clasificación de ―no heladizas en climas de montaña‖, siguiendo el mismo criterio

de mejora en la calidad de sus productos que venimos mencionando respecto del

nuevo método E.

Se puede concluir, tras analizar la normativa vigente y especialmente por la nueva

normativa que aún no está en vigor, la inquietud por la calidad y las exigencias de

ésta respecto de resistencia a la helada de las tejas cerámicas, es creciente en

nuestros días. A pesar de este hecho, se puede comprobar cómo la normativa no

refleja en ningún momento la posibilidad de reutilización de las tejas ya usadas

anteriormente, no aportándose en la misma un posible método de caracterización

y actuación en este caso de materiales de cobertura.

Este hecho, sin embargo, contrasta con la creciente tendencia a reutilizar tejas

cerámicas antiguas por motivos estéticos No obstante, tras meses de

investigación y desarrollo del presente trabajo, no se han encontrado documentos

científicos que avalen estas afirmaciones, estando sin embargo muy extendidas

en tratados de construcción. Por este motivo nos limitamos a avalar esta teoría

con la propia experiencia al reconocer tejados centenarios que no tienen

problema alguno de estanqueidad en sus materiales de cobertura, y que han

sufrido impasibles el paso del tiempo.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 32 -

4.5 EL CÓDIGO TÉCNICO Y LOS MATERIALES CERÁMICOS

“El Código Técnico de la Edificación (CTE) es el marco normativo que establece

las exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos

básicos de seguridad y habitabilidad establecidos en la Ley 38/1999 de 5 de

noviembre, de Ordenación de Ordenación de la Edificación (LOE).” Esta es la

descripción que la propia página web oficial del CTE, perteneciente al Ministerio

de Fomento, hace de este documento que, desde el año 2006 rige la edificación

en España.

Esta nueva normativa viene a dar forma a la LOE y a aportarle el matiz técnico

que precisaba para ser operativa y ejecutiva. El Código Técnico está compuesto

de una serie de documentos básicos, pero además permite el uso de los llamados

Documentos Reconocidos, que no tienen carácter reglamentario, pero que se

rigen por la buena práctica constructiva y que deben ser reconocidos por el

Ministerio, apoyando así a los documentos básicos y facilitando el cumplimiento

de las exigencias del CTE. Además se puede cumplir con las exigencias que

establece el CTE con las Soluciones Alternativas, siempre y cuando éstas estén

perfectamente justificadas.

Hasta el momento de la redacción de la LOE en 1999 la normativa relativa a la

edificación en España era poco clara, en muchos casos obsoleta, y además no se

encontraba recogida en un solo documento, haciendo muy compleja su utilización

y cumplimiento. En este sentido el CTE ha venido a subsanar este problema, ya

que ésta recoge la reglamentación con la exigencias que deben cumplir los

edificios, pero en el caso concreto de los materiales de derribo, reutilizables,

antiguos, históricos o como quiera que sea su denominación, el CTE deja una

importante laguna legal no regulando su uso, condiciones y características que

les hagan susceptibles de ser reutilizados.

Este hecho se encuentra en contraposición con las últimas tendencias en la

arquitectura dirigidas hacia una arquitectura más ecológica, sostenible y a veces

tradicional, dependiendo del entorno.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 33 -

Tras comprobarse la inexistencia de referencia alguna a los materiales de

construcción reutilizables o procedentes de otras obras, y más concretamente de

las tejas antiguas, se procede a analizar las exigencias del CTE que afectan al

elemento de cubierta de los edificios, estudiando la posible afectación que éstas

podrían tener en el caso de disponer de tejas reutilizadas.

En cuanto a la seguridad estructural (DB SE), las cubiertas deben cumplir las

mismas exigencias estructurales de resistencia, estabilidad y aptitud al servicio de

cualquier elemento de la estructura de un edificio, por lo que el material de

cubrición, ya sea nuevo o reutilizado, no afecta en absoluto a las exigencias de

este documento básico del CTE. Según esto no habría razón para la no utilización

de las tejas antiguas puesto que no compromete al edificio desde el punto de

vista estructural.

Otra exigencia básica del CTE para los edificios es la seguridad de utilización,

pero en el caso de las cubiertas de teja, esta exigencia recogida en el documento

básico DB-SU, no es de aplicación por tratarse de cubiertas no transitables.

4.5.1 LA PERMEABILIDAD DE LAS TEJAS CERÁMICAS EN EL CTE.

El CTE, en su documento básico HS 1: Protección frente a la humedad, exige un

grado de impermeabilidad único e independiente de factores climáticos

(CTE – DB HS 1. Punto 2.4.1.) Para alcanzar este grado de impermeabilidad el

documento especifica una serie de condicionantes de los distintos elementos y

materiales que forman los distintos tipos de cubiertas, entre los que incluye las

tejas cerámicas curvas. Sin embargo no especifica en ninguno de los apartados

que dichas tejas deban ser de reciente fabricación, así como no se menciona la

posibilidad de reutilización de tejas procedentes de otras edificaciones antiguas.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 34 -

4.6 MARCADO CE

El 1 de febrero de 2007 entró en vigor la normativa del Marcado CE para las tejas

cerámicas. A partir de esta fecha todas las tejas cerámicas que se comercialicen

en cualquier país de la Unión Europea, incluido España, deberán disponer del

Marcado CE como requisito indispensable para que el fabricante pueda

distribuirlos. El Marcado CE indica la conformidad del producto con los requisitos

esenciales de la Directiva Europea de Productos de Construcción 89/106/CEE

(DPC).

La norma europea armonizada EN 1304 ―Tejas y piezas especiales de arcilla

cocida. Definiciones y especificaciones de producto‖ es la que establece los

requisitos para el Marcado CE que deben cumplir las tejas y piezas auxiliares de

arcilla cocida, según la DPC.

El marcado CE, definido en el anexo 2 de la DPC como ―procedimiento para la

Certificación de la conformidad de un producto con las especificaciones técnicas‖,

indica que el producto es conforme con las Normas Nacionales que sean

transposición de las Normas Armonizadas, o que es conforme con el Documento

de Idoneidad Técnica Europeo o que es conforme con las especificaciones

Imagen 8. CTE. Parte I. Obligatoriedad del Marcado CE para productos de construcción.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 35 -

técnicas nacionales reconocidas. Por tanto se produce una doble exigencia para

el Marcado CE: por un lado, que exista una especificación técnica y, por otro, que

se realice la Certificación de Conformidad del producto con la misma. Según esto,

las tejas recuperadas de derribo para ser reutilizadas se encuentran con la

imposibilidad de poseer dicho Marcado CE ya que no existe normativa alguna que

regule su reutilización y las condiciones que se deben cumplir para ello, y por

tanto, sería imposible poder certificar la conformidad de las mismas.

El CTE prevé la posibilidad de que se suministren materiales que carezcan del

marcado CE, para lo cual será preceptiva la realización de ensayos en obra, a

cargo de la Dirección Facultativa y que deberán ser realizados por un laboratorio

acreditado. Esto significa que las tejas serán aptas para su uso siempre y cuando

la DF autorice y se haga cargo de todos los ensayos anteriormente citados.

Como esta posibilidad es remota por tiempo y coste, la utilización de la teja vieja,

con la normativa actual se ve seriamente afectada, comprometiéndose la

arquitectura tradicional, a la vez que sostenible.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 36 -

4.7 NORMATIVA PARA LA RECUPERACIÓN DE LA TEJA VIEJA

La tendencia hacia la recuperación y promoción de las técnicas tradicionales y

acabados de la arquitectura española está patente en muchos municipios de

nuestro país. Se muestra como ejemplo la normativa de un municipio madrileño,

Garganta de los Montes, donde como se puede ver, se obliga a la utilización de

teja árabe antigua.

III. ADMINISTRACIÓN LOCAL

AYUNTAMIENTOS

GARGANTA DE LOS MONTES

ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

Aprobada inicialmente por el Pleno de la Corporación, en sesión de fecha 29 de diciembre de 2008, la ordenanza reguladora de los criterios estéticos y morfológicos de la edificación en Garganta de los Montes, y tras la exposición pública sin que se presentasen reclamaciones y/o alegaciones, se considera definitivamente aprobada, cuyo texto íntegro se transcribe a continuación:

ORDENANZA REGULADORA DE LOS CRITERIOS ESTÉTICOS Y MORFOLÓGICOS DE LA EDIFICACIÓN EN GARGANTA DE LOS MONTES

Condiciones de la edificación

1. Cubiertas

1.1. Composición:

— Las cubiertas serán inclinadas con pendiente comprendida entre los 23 y los 30 grados.

— Se prohíben las cubiertas con dientes de sierra y los cambios de pendiente en el mismo faldón.

— No se permiten terrazas en las cubiertas.

— Los aleros se conformarán a la manera tradicional con una de las siguientes soluciones:

l Alero con canecillo (o prolongación de los pares) de madera y tabla ripia.

l Alero formado por ladrillo macizo.

— Se prohíbe expresamente la formación de aleros por prolongación del forjado superior de la última planta.

— Se permiten mansardas y buhardillas con el mismo acabado superior que en la cubierta principal de la edificación.

— Se permiten ventanas tipo Velux en cubierta, enrasada con el plano del faldón y separada, como mínimo, 60 centímetros de la medianera. No se permiten las Velux en dos planos que parten el alero de cubierta.

1.2. Materiales, texturas y color:

— La cubrición será de teja árabe vieja, a ser posible, o imitación a vieja, en cobijas y nueva o similar en canales.

— Las cumbreras y remates se realizarán con teja árabe vieja, a ser posible (en todo caso, nueva de imitación a vieja).

— Las chimeneas se realizarán en piedra de Mangirón o similar o enfoscadas pintadas en color terroso u ocre. Su cubrición se hará también con teja vieja.

— Los canalones serán de aluminio lacado color marrón u ocre o de cobre o de PVC imitación cobre o marrón, o bien acordes con la carpintería del edificio.

Imagen 9. Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid (BOCM) Nº 131. Publicado el 04/06/2009. Ordenanza reguladora de los criterios estéticos y morfológicos de la edificación en Garganta de los Montes (Madrid).

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 37 -

5. ESTADO DE LA CUESTIÓN

5.1 DURABILIDAD Y RESISTENCIA A LA HELADA

Según Ramires, Madruga y Gergmann, en su artículo ―Resistencia a la helada de

los productos de cerámica roja‖ [31], ―la porosidad de las piezas influye más en la

resistencia mecánica que en la resistencia a la congelación‖. La durabilidad frente

a la acción del hielo de los materiales cerámicos con un predominio de poros finos

es baja. Como se ha visto en el apartado referente a la normativa sobre la

resistencia a la helada de tejas cerámicas, el ensayo consiste en someter a las

piezas a ciclos de hielo – deshielo y tras éstos, se hace una inspección visual

para detectar posibles defectos producidos por los mismos. En el estudio citado,

los autores proponen un factor de degradación definido como la relación entre el

volumen total de los mesoporos y el tamaño medio de los mismos. Según este

trabajo la resistencia a la helada depende de este factor de degradación, de tal

manera que cuanto menor es el factor mayor es la resistencia a la helada, por

tanto la resistencia a la helada aumentaría cuanto menor es volumen de poros o

cuando éstos fueran mayores. De esta manera se puede concluir que los poros

que realmente influyen en la resistencia a la helada son los poros finos.

Según Esbert, Ordaz, Alonso y Montoro en su trabajo ―Manual de diagnosis y

tratamiento de materiales pétreos y cerámicos‖ [10] en el que afirman que la

resistencia a la helada de un producto de arcilla cocida es mayor al aumentar el

porcentaje de poros de diámetro superior a 0,25 µm ó 1µm, según estudios

realizados. Tanto es así que los productos cerámicos cocidos a bajas

temperaturas con más vulnerables a las heladas por contener un importante

porcentaje de poros finos.

En el estudio de Ramires, Madruga y Gergmann [11] se pudo comprobar, así

mismo, que no existe una relación una relación directa entre el coeficiente de

saturación y la resistencia a la degradación de los materiales cerámicos

sometidos a congelación - descongelación.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 38 -

La tensión de ruptura por flexión de los productos cerámicos cocidos sí que

influye sobre la resistencia a la congelación, porque en los poros cerrados se

generan las microfisuras por la elevada tensión superficial que causa en dichos

poros el agua con estructura orientada. La microfisura se produce, como es

natural, cuando esta tensión se sobrepasa la que puede soportar el material.

Ya se ha comentado que las tejas viejas, por el simple hecho del tiempo que han

estado colocadas en los tejados, y haber sufrido multitud de ciclos de helada-

deshelada, ya han demostrado su gran capacidad resistente ante las bajas

temperaturas, habiéndose encontrado pocas referencias que avalen este hecho.

Uno de estos estudios sobre la durabilidad de las tejas cerámicas, es el realizado

por el Roof Tile Institute and Factory Mutual usando cañones de hielo, que nos

proporciona datos referidos a la garantía de los tejados con productos cerámicos

que demuestran cómo tormentas que pueden destruir completamente otros tipos

de tejado, con piedras de hielo de 2 pulgadas de diámetro (5,2 cms), sin embargo,

solo consiguen dañar el 10% de las tejas cerámicas nuevas. Esta cifra se ve

reducida en el caso de las tejas viejas [02].

Aquí en España, el

pasado año 2010, la

empresa Tejas Borja,

realizó un ensayo de

heladicidad a 150

ciclos, con nivel 3 (150

ciclos) para el método

de ensayo de

resistencia a la helada

E descrito en la norma

UNE-EN 539-2 y que

se prevé entre en vigor a

finales año 2011,

después del período de convivencia con la norma actual (UNE EN 1304). En

Imagen 10. Proceso de realización de ensayos de heladicidad y trabajos de investigación de Tejas Borja.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 39 -

dicho ensayo se obtuvieron resultados satisfactorios ya que las piezas soportaron

sin problemas los 150 ciclos, como se refleja en el certificado siguiente.

Page 41: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 40 -

5.2 LÍQUENES QUE COLONIZAN LAS TEJAS. PERMEABILIDAD

Según Traversa, en su trabajo ―Caracterización tecnológica de materiales

empleados en construcciones históricas‖ [12], la capa superficial formada por

organismos tales como líquenes o musgos, no hace más que beneficiar, ya que la

teja cerámica vieja, susceptible de ser reutilizada, conserva sus propiedades

mecánicas y su geometría debido a que el liquen que la recubre no se adhiere a

ella, sino que simplemente se apoya en su superficie, por lo que la estructura de

la teja queda intacta. Los estudios y observaciones realizadas al microscopio

indican que el liquen Xanthoparmelia Microspora durante el proceso de

colonización, origina una leve alteración superficial de la teja, atribuida al proceso

de fijación.

Otro estudio que confirma la mejora de la impermeabilidad de las tejas antiguas

es el titulado ―Un caso notable de materiales cerámicos‖, de Fernández Bollo en

el que afirma literalmente: ―Las tejas son muy toscas, y resultaron completamente

impermeables, cosa no extraña por otra parte, ya que el tiempo transcurrido tiene

que haber colmatado sus poros‖ [13].

Así mismo Juan Monjo, en su libro ―Patología de cerramientos y acabados

arquitectónicos‖ [14] afirma que los líquenes son organismos inofensivos e

incluso deseados por la pátina de ―solera‖ que proporcionan a los edificios, por lo

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 41 -

que no aporta ninguna medida preventiva ante posibles patologías que pudieran

ser producidas por ellos.

En el trabajo de Traversa, L.P. [06] se concluye que la colonización de las tejas

cerámicas por líquenes no parece estar vinculada directamente a la composición

química del sustrato ni con la porosidad superficial de las tejas. Parece que ―la

colonización biológica liquénica está vinculada más bien a factores ambientales,

principalmente a los niveles de humedad relativa del ambiente y a la

contaminación atmosférica‖.

Se aportan, así mismo, los datos obtenidos en el estudio de la absorción de agua

de diferentes tejas cerámicas antiguas, pudiéndose destacar que la absorción es

menor cuanto mayor edad tienen éstas, según puede verse en la tabla que se

adjunta en el trabajo citado y que se aporta a continuación.

El valor del PH alcalino indica la predisposición de la teja para ser colonizada por

los líquenes. En este trabajo se determinó el nivel de pH por debajo del liquen,

obteniéndose un valor de 5, sobre tejas colonizadas por la especie

Xanthoparmelia Microspora. Esta disminución debe ser atribuida al liquen que en

su proceso de crecimiento y fijación secreta ácido oxálico.

Otro estudio realizado por Rosato, V.G. sobre los líquenes de las tejas cerámicas

es el titulado ―Tejas Cerámicas colonizadas por líquenes, sus características y

forma de eliminación de la biocolonización‖ [15], realizado en Argentina, al igual

que el trabajo anteriormente citado del autor Traversa, en el que también se

Imagen 11. Resultados obtenidos en el trabajo: [TRAVERSA, L.P. (2009). “Caracterización tecnológica de materiales empleados en construcciones históricas”].

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 42 -

puede advertir la inquietud existente por la limpieza y eliminación de los líquenes.

En este trabajo se ha observado que la especie de liquen más abundante es la

llamada Xanthoparmelia Microspora, colonizando en mayor medida las tejas

cerámicas.

Los líquenes que obturan todos los poros de la teja vieja impiden la penetración

del agua que posteriormente pudiera convertirse en hielo y provocar la rotura de

la teja por la dilatación que éste produce. Por tanto el verdín acumulado que

obtura los poros mejora la capacidad impermeabilizante de la teja, así como su

resistencia a las heladas. Este hecho fue estudiado, llegando a la conclusión

anteriormente expuesta, en el citado artículo de investigación: ―Limpieza de tejas

cerámicas colonizadas por líquenes‖ [06].

5.3 AISLAMIENTO TÉRMICO

En este sentido, los ensayos realizados en instituciones especializadas confieren

a la teja cerámica los mejores resultados comparadas con otros tipos de

materiales usados en cubiertas, con la misma finalidad.

Los autores Vecchia y Castañeda en su artículo ―Estudio de la reacción antes el

calor de cuatro sistemas de cubiertas” [16], afirman como conclusión tras un

minucioso estudio experimental con cuatro prototipos de cubierta diferentes, que

la cubierta terminada con teja cerámica es una solución óptima respecto al

comportamiento térmico de la misma.

En el trabajo titulado ―Comparación del comportamiento térmico de tres cubiertas:

láminas de reciclado de tetra pak, láminas de fibrocemento y tejas de barro‖, [41],

los autores estudian y analizan las tres soluciones de cubierta para un mismo tipo

de edificación prototipo en una misma zona y en un mismo momento, llegando a

la conclusión de que los tres sistemas de cubierta resultan comportarse de

manera apropiada desde el punto de vista térmico, es decir aislando de las

temperaturas exteriores.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 43 -

5.4 LOS MATERIALES CERÁMICOS ANTIGUOS COMO MATERIALES

REUTILIZABLES

Según Antonio Caro en su trabajo ―Sobre un tipo de ladrillo llamado nazarí‖ [05],

la reutilización de materiales antiguos procedentes de derribos (tejas, ladrillos,

vigas, etc.) ya se realizaba durante la Edad Media.

Como afirman los autores CUCHÍ, A. y SAGRERA, A. [17], desde siempre, las

ruinas de las civilizaciones anteriores han servido de gran cantera suministradora

de materia prima para los nuevos ocupantes. Si analizamos nuestra arquitectura

tradicional podremos observar multitud de ejemplos. También en la historia más

reciente, estos ejemplos se han ido sucediendo. Por ejemplo, en la edificación del

ensanche de Barcelona, los ladrillos y otros materiales pétreos recuperados de

construcciones anteriores (como los restos de la muralla medieval), fueron muy

apreciados para la construcción de cimientos o de paredes gruesas (Imagen 12).

Por este motivo, se

han estudiado en este

trabajo las

características y

cualidades que

poseen las tejas viejas

y la influencia del

paso del tiempo sobre

éstas.

Pero además de la posibilidad de reutilización de las tejas como material de

construcción con la función de cobertura para la que fueron concebidas, existen

numerosos estudios sobre la posibilidad de reciclado de las tejas viejas

procedentes de derribo y su utilización como material de fabricación de otros

elementos de construcción.

Imagen 12. Iglesia de Barcelona rehabilitada con residuos procedentes del derribo de otros edificios.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 44 -

Uno de los usos de las tejas viejas sobre los que más se está investigando es el

como árido, a fin de estudiar la posibilidad de utilizar el árido reciclado procedente

de la cerámica como base de la fabricación de cementos, debido a sus

propiedades puzolánicas. Así, en el trabajo desarrollado por Puertas, F., Barba,

A., Gazulla, M., Gómez, M., Palacios, M., & Martínez-Ramírez, S., titulado

―Residuos cerámicos para su posible uso como materia prima en la fabricación de

clínker de cemento Portland: caracterización y activación alcalina‖ [18], se

concluye que los residuos analizados tienen una composición química y

mineralógica adecuada para su posible empleo como materia prima alternativa de

un crudo de cemento Portland, además de demostrarse su nula toxicidad, una de

las principales características que debe reunir un residuo para ser utilizado como

materia prima. Por último se confirma la capacidad puzolánica de estos residuos

cerámicos.

Estas conclusiones son similares a las obtenidas en el trabajo que Sánchez Rojas

realiza sobre la actividad puzolánica de materiales de desecho de cerámica [19].

En este trabajo los autores llegan a la conclusión de que los productos cerámicos

de desecho tienen buenas propiedades puzolánicas, a una edad temprana,

superando a la de las cenizas volantes.

En el Catálogo de Residuos utilizables en Construcción [20], editado por el

Ministerio de Medio Ambiente en el año 2002 y actualizado en el 2009, se

clasifican los distintos residuos procedentes de las obras de demolición y

construcción, siendo una de las clases de residuos aquellos procedentes de

escombros cerámicos conteniendo una cantidad de al menos el 90% de su peso

de restos de cerámica. Son los llamados RCD Tipo 1, y pueden utilizarse como

materiales de relleno, para pistas forestales, en jardinería, cubiertas ecológicas,

como zahorras, en aplicaciones deportivas (tenis), etc.

Otro posible uso que se le puede dar a los productos cerámicos es su utilización

como materia prima para tejas de hormigón, como así lo demostró Félix Martín

Andrés, investigador de la empresa Uralita Tejados, S.A., en la I Jornadas de

Investigación en Construcción en el IETcc [21].

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 45 -

Félix Martín, analiza las propiedades de los cascotes de teja cerámica como

sustituto de parte del árido tanto en laboratorio como en fabricación industrial de

tejas de hormigón. Los resultados son contundentes: las resistencias a flexión y

compresión de las piezas fabricadas con árido reciclado de tejas es similar a la de

las piezas con árido natural, tanto a 24 horas como a 28 días, hasta un porcentaje

de adicción de árido del 20%.

En el caso de que lo que se sustituye por árido reciclado no es el árido natural

sino el cemento de la mezcla, las tejas de hormigón resultantes, tanto en

laboratorio como en fábrica son positivos ya que las resistencias adquiridas por

las piezas fabricadas con árido reciclado en sustitución del cemento son similares

a las muestras patrón hasta un porcentaje del 10%. En las pruebas industriales se

comprueba además que las muestras con áridos reciclados adquieren al cabo de

28 días un incremento de resistencias debido a la reacción puzolánica,

haciéndose ésta patente a largo o medio plazo.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 46 -

6. OBJETIVOS DEL TRABAJO

Según se ha podido constatar durante el desarrollo de este trabajo, los pocos

estudios realizados sobre los líquenes que colonizan las tejas cerámicas, se

refieran a los métodos y técnicas de limpieza de las mismas, y sin embargo en

dichos estudios se concluye con la afirmación de que dichos líquenes no

perjudican al material, sino más bien lo contrario, lo mejoran. Entonces, cabe

preguntarse si es tan sólo un motivo estético el que impulsa a la limpieza de los

tejados antiguos. Pero si es así, resulta extraño que los fabricantes de tejas

actuales estén desarrollando nuevos acabados imitando a las tejas antiguas. ¿Por

qué se limpian los antiguos tejados y se construyen los nuevos imitando a éstos?

Ante estas preguntas y una vez analizado el estado de la cuestión relativa al

estado de las investigaciones en cuanto a cerámica y, más concretamente en

cuanto a teja antigua, se plantean los siguientes objetivos para el presente

trabajo:

Estudiar y analizar las características físico-mecánicas de las tejas de

distintos rangos de edad, comprobando la evolución en el tiempo del

comportamiento de las mismas.

Estudiar y analizar la influencia de la colonización orgánica de las tejas en

su comportamiento físico-mecánico.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 47 -

7. FASE EXPERIMENTAL

7.1 CARACTERIZACIÓN DE LA TEJAS

7.1.1 DATACIÓN Y REFERENCIADO

Las piezas que se estudian en el presente trabajo se han recuperado de dos

derribos diferentes, aunque ubicados en la misma zona de la provincia de

Segovia. Además se cuenta con tejas de reciente fabricación y de características

similares a las tejas recuperadas de derribo.

La datación de las tejas se hace por el simple conocimiento de la edad de los

edificios donde estaban alojadas, contando con tres grupos de tejas según su

edad:

T0: Tejas nuevas similares a las antiguas.

T50: Tejas con una antigüedad de entre 50 y 60 años.

T100: Tejas con una antigüedad de entre 100 y 120 años.

En el caso de las tejas procedentes de derribo, éstas han estado colocadas y

cumpliendo su misión como material de cobertura hasta hace 2-3 años. Desde

ese momento han estado paletizadas y almacenadas en buenas condiciones de

conservación y en su estado original, sin haber sufrido proceso de limpieza ni

manipulación alguno previo a la realización de los ensayos desarrollados en este

trabajo.

A fin de identificar cada pieza que va a ser estudiada, se procede al referenciado

de las mismas. La referencia constará con los siguientes dígitos:

T50/01

01, 02, 03…: nº de orden de cada grupo de edad.

T0/T50/T100: edad de la teja.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 48 -

Esta referencia ha sido escrita en la teja de manera indeleble en su cara convexa

(Imágen 13ª y 13B), ya que esta cara es la que cuenta con una colonización

liquénica menor por tratarse de tejas curvas que han estado colocadas a la

segoviana.

7.1.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

7.1.2.1 PESO

Una vez referenciadas las tejas

se procede al pesado de las

mismas en su estado original,

es decir con el liquen que

tienen adherido y el grado de

humedad que tienen en el

momento de comenzar el

ensayo. A este valor de peso

se le denomina P0, y es con el

que se inician los ensayos de

permeabilidad, absorción,

heladicidad y resistencia a

flexión. El peso es expresado en gramos (g).

Imágenes 13ª y 13B. Detalle de referenciación de las tejas para ensayo.

Imagen 14. Pesado de las tejas en laboratorio.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 49 -

7.1.2.2 DIMENSIONADO: AREA DE ABSORCIÓN

Para los ensayos de absorción y permeabilidad es necesario conocer la superficie

de la teja susceptible de absorber agua, es decir, las dos caras: cóncava y

convexa, y los cantos longitudinales y transversales.

Para medir la superficie curva, se utilizará una cinta métrica flexible.

Superficie cara convexa = media de la longitud de arco mayor (A) y arco

menor (C) medidos por el exterior multiplicado por la longitud de la teja

(B).

Superficie de la cara cóncava = media de la longitud de arco mayor (A’) y

arco menor (C’) medidos por el interior multiplicado por la longitud de la

teja (B).

Superficie de los cantos longitudinales = espesor del canto (e) multiplicado

por la longitud de la teja (B).

Superficie de los cantos transversales = cada uno de ellos es diferente. Su

área será la longitud media entre el arco medido por el interior y por el

exterior multiplicado por el espesor de la teja (e).

La suma de todas estas superficies será la superficie expuesta al agua, por tanto

superficie de absorción y será expresada en cm2.

Imagen 15. Dimensionado de las tejas en laboratorio.

B

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 50 -

En la fase experimental varias de las piezas con que se han contado para el

estudio han requerido ser dibujadas y superficiadas con AutoCad, debido a su

estado de conservación. Se trata de algunas tejas que tienen alguna esquina rota

y, por tanto, son de difícil medición con cinta métrica.

TEJA T100/01 TEJA T100/02

TEJA T100/03 TEJA T100/04

TEJA T100/06 TEJA T100/11

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 51 -

TEJA T100/12 TEJA T100/15

TEJA T100/17 TEJA T100/20

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 52 -

7.1.2.3 DENSIDAD

Por tratarse de tejas de fabricación antigua, las piezas con las que se ha realizado

el estudio cuentan con densidades muy dispares, por lo que se analiza la manera

en que esta característica física influye en los valores de absorción,

permeabilidad, heladicidad o resistencia a flexión.

Para el cálculo de la densidad se determina el espesor de la teja, adoptándose

como valor de cálculo la media aritmética de los cuatro valores tomados: uno por

cada uno de los cantos de la teja.

El resto de dimensiones de la teja para el cálculo de la densidad se han tomado

previamente, según se ha explicado en el apartado anterior.

Los espesores de la teja se miden con

calibre y se expresan en centímetros.

Imagen 16. Dimensionado de espesor de tejas.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 53 -

En la gráfica 1 se muestran las densidades de las tejas estudiadas clasificadas

por la edad de éstas, pudiéndose comprobar que las tejas más antiguas son

mucho más heterogéneas que las de reciente fabricación.

De igual modo ocurre con las dimensiones de las piezas. Así como las tejas

nuevas tienen una longitud de 40,40 – 40,60 cms, que supone una diferencia

dimensional máxima del 0,4%, las tejas de 100 años de antigüedad poseen

dimensiones que oscilan entre los valores de 44,30 y 38,90 cms., por lo que su

diferencia porcentual es del 12,10%. Las tejas de presentan un valor de diferencia

dimensional intermedio (entre 43,3 – 38,4 cms.), aunque muy similar al de las

tejas más antiguas, de 11,3%. Este dato no hace más confirmar el conocido

hecho de la continua mejora en los procesos de fabricación, sobre todo en las

últimas décadas. Sin embargo, no por conocido, este dato deja de tener

importancia y debe ser considerado en este estudio por la posible influencia de

pudiera tener en los resultados de los ensayos posteriores.

Gráfica 1. Relación densidad – antigüedad de las tejas.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 54 -

7.1.3 COLONIZACIÓN LIQUÉNICA

7.1.3.1 OBJETIVO

A fin de poder comparar el comportamiento de las tejas relacionándolo con el

grado de colonización de liquen de las mismas, se procede a medir el % de liquen

y musgo que tiene cada una de las tejas estudiadas.

7.1.3.2 PROCEDIMIENTO OPERATIVO

Durante el ensayo de absorción, descrito en el apartado 7.2 se procede a

limpiar las tejas eliminando el musgo y liquen que contienen.

Tras el desecado de dichos organismos y su posterior pesado, se

establece el porcentaje en peso que éstos suponen respecto del peso de la

teja.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 55 -

7.1.4 PLANILLA DE CARACTERIZACIÓN DE TEJAS (Cuadro 1)

Memoria de colores de resultados Clasificación de ensayos realizados

Dimensionado gráficamente

Superficiado gráficamente

Dimensionado manualmente

Ref.Peso

(g)

A

(en curva)

(cm)

A'

(en curva)

(cm)

B

(cm)

C

(en curva)

(cm)

C'

(en curva)

(cm)

e1 (cm) e2 (cm) e3 (cm) e4 (cm)e.m.

(cm)

Superficie

de

absorción

(cm²)

Volúmen

(cm³)

Densidad

(g/cm³)

Liquen

(% en

peso)

T0/01 2.301,01 26,40 22,70 40,40 22,70 18,40 1,31 1,23 1,25 1,16 1,24 1.977,84 1.127,39 2,04 0,00%

T0/02 2.323,08 26,40 22,50 40,60 22,40 18,20 1,32 1,29 1,19 1,25 1,26 1.975,86 1.146,89 2,03 0,00%

T0/03 2.356,70 26,60 22,70 40,50 22,40 18,20 1,31 1,36 1,22 1,28 1,29 1.983,27 1.176,48 2,00 0,00%

T0/04 2.351,42 26,60 22,70 40,60 22,40 18,40 1,29 1,29 1,20 1,24 1,25 1.987,32 1.146,57 2,05 0,00%

T0/05 2.329,78 26,60 22,50 40,50 22,00 18,00 1,31 1,31 1,16 1,24 1,26 1.961,84 1.132,18 2,06 0,00%

T50/01 1.922,76 22,60 18,60 39,00 19,20 15,90 1,39 1,20 1,31 1,22 1,28 1.636,38 951,29 2,02 0,00%

T50/02 2.513,37 25,50 22,00 43,30 23,30 19,30 2,12 1,61 1,49 1,68 1,73 2.177,76 1.682,45 1,49 1,51%

T50/03 1.888,58 22,30 18,40 38,90 19,40 16,00 1,37 1,32 1,29 1,32 1,33 1.633,65 980,60 1,93 0,00%

T50/04 1.937,96 22,40 19,00 40,20 18,70 16,30 1,44 1,26 1,23 1,42 1,34 1.694,27 1.026,96 1,89 0,00%

T50/05 1.969,06 23,00 19,50 39,40 19,60 16,60 1,36 1,29 1,32 1,34 1,33 1.707,23 1.029,07 1,91 0,00%

T50/06 2.989,50 24,40 20,60 42,70 21,20 17,90 1,49 1,53 1,86 1,76 1,66 2.007,10 1.490,29 2,01 0,00%

T50/07 1.911,80 21,60 18,20 39,10 18,90 16,00 1,37 1,305 1,41 1,28 1,34 1.615,37 979,37 1,95 0,00%

T50/08 1.963,14 22,20 18,50 39,20 19,20 15,90 1,44 1,23 1,29 1,34 1,33 1.639,78 984,26 1,99 0,00%

T50/09 2.393,44 22,30 17,80 41,20 20,50 16,30 1,63 1,39 1,46 1,62 1,53 1.768,44 1.207,91 1,98 0,74%

T50/10 1.934,29 22,60 19,00 38,40 19,40 15,70 1,34 1,25 1,29 1,23 1,28 1.619,74 940,65 2,06 0,00%

T50/11 1.833,39 22,90 19,50 38,90 19,00 16,40 1,21 1,19 1,28 1,24 1,23 1.656,75 930,62 1,97 0,00%

T50/12 1.836,49 21,70 19,00 39,00 19,70 17,00 1,19 1,19 1,44 1,12 1,24 1.653,42 931,99 1,97 0,44%

T100/01 2.725,81 25,50 20,30 44,30 20,96 16,68 1,61 1,72 1,94 1,66 1,73 1.768,92 1.601,00 1,70

T100/02 2.363,58 25,30 21,00 41,80 23,40 18,30 1,40 1,45 1,53 1,72 1,53 1.731,83 1.402,39 1,69

T100/03 1.678,06 21,40 19,10 39,50 18,60 16,90 1,57 1,44 1,05 1,29 1,34 1.802,35 1.003,79 1,67

T100/04 1.882,10 23,48 21,50 38,90 21,00 18,25 1,09 1,42 1,15 1,32 1,25 1.613,77 1.019,83 1,85

T100/05 1.714,91 21,20 18,90 40,20 18,90 15,80 1,40 1,46 1,21 1,15 1,31 1.657,21 981,02 1,75 0,10%

T100/06 2.521,47 24,50 20,50 43,60 22,20 17,86 1,63 1,23 1,36 1,52 1,44 1.432,10 1.330,47 1,90

T100/07 1.934,68 21,10 18,80 40,80 19,50 15,80 1,29 1,35 1,35 1,41 1,35 1.695,00 1.035,50 1,87 0,84%

T100/08 1.745,25 20,30 18,70 39,85 18,70 16,50 1,37 1,44 1,17 1,28 1,32 1.632,03 972,07 1,80 1,29%

T100/09 2.973,13 24,20 20,60 41,40 21,20 17,40 1,31 1,52 2,18 1,48 1,62 1.928,38 1.400,53 2,12

T100/10 2.788,49 24,50 19,70 43,20 21,90 16,40 1,44 1,61 1,45 1,59 1,52 1.976,35 1.356,55 2,06 0,56%

T100/11 2.149,21 24,70 21,10 39,70 22,20 17,80 1,49 1,53 1,49 1,54 1,51 1.753,82 1.287,99 1,67

T100/12 2.339,64 23,10 18,90 42,20 20,58 16,84 1,54 1,42 1,51 1,31 1,44 1.657,30 1.209,69 1,93

T100/13 1.639,93 21,60 19,20 41,20 19,20 17,00 1,35 1,29 1,29 1,25 1,30 1.742,77 1.027,06 1,60 0,20%

T100/14 2.832,80 23,40 20,50 40,90 19,90 15,60 1,34 1,53 1,85 2,24 1,74 1.835,14 1.412,65 2,01 0,83%

T100/15 2.765,92 24,60 22,40 44,20 22,05 20,08 1,51 1,55 1,71 1,61 1,59 1.893,71 1.568,40 1,76

T100/16 2.694,40 23,90 22,10 42,70 20,00 15,90 1,31 1,42 1,58 1,79 1,53 1.941,25 1.333,28 2,02

T100/17 2.728,35 24,00 19,90 43,40 20,48 16,99 1,34 1,48 1,60 1,68 1,53 1.457,66 1.346,40 2,03

T100/18 2.360,43 23,40 20,50 40,90 21,90 16,40 1,35 1,38 1,29 1,41 1,36 1.847,83 1.140,97 2,07

T100/19 2.867,99 24,00 21,00 43,50 21,70 17,70 1,58 1,46 1,39 1,78 1,55 2.036,28 1.424,96 2,01 0,15%

T100/20 2.691,32 22,90 20,00 43,80 19,50 16,50 1,72 1,61 1,71 1,66 1,68 1.650,09 1.447,12 1,86

T100/21 1.602,61 20,60 18,00 40,30 19,40 16,50 1,45 1,31 1,13 1,23 1,28 1.652,02 960,75 1,67

T100/22 2.789,67 25,00 20,50 41,80 22,40 18,00 1,51 1,51 1,33 1,31 1,42 1.974,38 1.270,18 2,20

CARACTERIZACIÓN DE TEJAS

Heladicidad Absorción + Heladicidad

Permeabilidad

Flexión Saturación

Page 57: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 56 -

7.2 ENSAYO DE ABSORCIÓN

7.2.1 OBJETIVO

Como ya se ha expuesto en el apartado de objetivos generales del trabajo, una

de las metas del mismo es el análisis de los resultados obtenidos en cuanto a la

absorción de las tejas viejas. En concreto con este proceso experimental se

quieren estudiar los siguientes puntos:

Establecer la posible relación entre la antigüedad de las tejas y la

absorción de las mismas.

Comprobar si existe relación entre el porcentaje de colonización liquénica y

absorción de las tejas.

Estudiar el tiempo de colmatación o saturación de las tejas de diferentes

edades y compararlas entre sí.

Con el fin de analizar los parámetros expuestos se define un método de ensayo

basado en los métodos normalizados y en vigor actualmente, aportándose ciertas

modificaciones con el objetivo de facilitar el procedimiento operativo. Con este

procedimiento se obtienen valores de cantidad de agua absorbida por teja

sumergida en agua durante 24 horas habiendo sido ésta desecada previamente.

Esta operación se repite tras la limpieza de la teja manualmente, y habiendo sido

ésta desecada nuevamente, para determinar la cantidad de agua que se

almacena en el liquen y para comprobar si este liquen influye en la cantidad de

agua que es capaz de absorber la misma pieza.

Page 58: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 57 -

7.2.2 METODOLOGÍA

7.2.2.1 APARATOS Y ÚTILES NECESARIOS

Recipiente estanco fabricado con metacrilato transparente con altura

suficiente como para albergar las tejas completamente sumergidas en

agua. Así mismo se ha dotado al recipiente de apoyos en su base para que

la teja quede dispuesta sobre ellos y de esta manera la absorción se

produzca por las dos caras de la misma, así como por sus cantos.

Pequeño recipiente o platillo de vidrio para depositar el liquen una vez

desprendido de la teja.

Peso de precisión para hacer las diferentes pesadas de tejas y musgos u

otros organismos y materias adheridas.

Estufa para secar las tejas y el musgo.

Espátula y brocha para retirar el musgo de las tejas.

Page 59: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 58 -

7.2.2.2 TAMAÑO DE LA MUESTRA

Se realiza el estudio de absorción sobre un mínimo de 5 tejas de cada uno de los

siguientes rangos de edad: T0 / T50 y T100.

Para realizar este ensayo se han seleccionado tejas de los tres rangos de edades

expuestos anteriormente y atendiendo a los siguientes criterios:

Se han seleccionado tejas con distintos grados de colonización a fin de

comparar los resultados y establecer la relación entre porcentaje de teja

colonizada por organismos adheridos y grado de impermeabilidad de la

misma.

Se han seleccionado tejas de distinto grado de conservación, es decir,

tejas enteras, sin deterioros morfológicos, y tejas incompletas, con

esquinas rotas, o con defectos como desconchones, grietas, etc. De esta

manera se pretende estudiar la influencia que pudiera tener el estado de

conservación de distintas tejas similares en cuanto a edad y su capacidad

impermeabilizante.

7.2.2.3 PROCEDIMIENTO OPERATIVO

El ensayo se ha realizado según el siguiente procedimiento:

1. Pesado de la pieza en su estado original, con todo el musgo y liquen

acumulado, obteniéndose el peso P0.

2. Secado de la pieza en estufa durante 24 horas a una temperatura aproximada

de 110ºC. Se pesa la teja tras su secado, obteniéndose el peso P1. Tras esta

pesada se comprueba que la diferencia de pesadas entre el P1 y el P0 no

excede del 0,5% de manera que se asegure el desecado total de la teja. Si

esto no se cumpliera se procederá a introducirla en la estufa otras 24 horas,

repitiéndose el proceso las veces necesarias hasta que se cumpla este

porcentaje de diferencia en dos pesadas consecutivas.

Page 60: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 59 -

3. Inmersión de la teja en el recipiente con agua durante 48 horas. La teja

quedará colocada sobre los soportes del fondo del recipiente de manera que

la teja quede rodeada de agua por todas sus caras y bordes. Tras las 48

horas de inmersión se procede a pesar la teja húmeda, obteniéndose así el

valor del peso P2, correspondiente al peso de la teja con el liquen y el musgo

más el agua que ambos han absorbido.

4. Limpieza de la teja húmeda para retirar el material orgánico húmedo,

colocándolo sobre un platillo de vidrio o recipiente similar. Se procede a pesar

por separado la teja húmeda y limpia, (P3), y el liquen húmedo (P4).

5. Secado de la teja en estufa durante otras 24 horas en las mismas condiciones

de secado que en paso 2. De esta manera obtenemos dos nuevos datos: P3’,

que es el peso de la teja limpia y desecada, y P4’ que corresponde al peso del

musgo y el liquen una vez seco.

Hasta este momento del proceso se han obtenido los datos P0, P1, P2, P3 y

P4, que permiten obtener el valor de

P2 – P1= Agua absorbida por la teja colonizada.

El cociente entre la cantidad de agua absorbida y la superficie de la teja es la

absorción de la misma, medida en g/cm2.

Hasta este punto se ha estudiado el comportamiento de la teja en su estado

original, con el liquen y el musgo que la recubre.

6. A continuación se procede a establecer las diferencias de comportamiento

entre la teja en su estado original y ésta una vez limpia, para lo que se repite

el procedimiento de igual forma una vez que hemos eliminado el liquen.

Se obtienen los siguientes valores:

P5: Peso de la teja húmeda sin liquen.

P6: Peso de la teja seca y sin liquen.

De estos datos se obtienen los siguientes resultados:

Page 61: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 60 -

P3’ = P6 = Peso de la teja seca sin liquen.

P6 – P5= Cantidad de agua absorbida por la teja.

Hay que tener en cuenta un pequeño error en las cantidades de agua absorbidas

ya que el proceso requiere muchos pasos en los que la pérdida de una

pequeñísima cantidad de agua residual en los recipientes y debido a la

evaporación que se pudiera producir en el recinto, podrían distorsionar algo los

resultados. Por tratarse de un estudio comparativo entre la teja con musgo y ésta

completamente limpia, se desprecian estos errores producidos en el

procedimiento operativo, considerando que los mismos no influyen en las

conclusiones finales puesto que los errores se producirán de igual forma en todas

las piezas y en todos los procesos.

Para el desarrollo del ensayo de permeabilidad se ha seguido el siguiente

planning (con dos 2 recipientes de inmersión):

Page 62: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 61 -

Page 63: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 62 -

7.2.3 EJECUCIÓN Y RESULTADOS OBTENIDOS

Se ha realizado el ensayo de absorción según el procedimiento operativo

descrito, como se puede observar en las fotografías adjuntas:

Imágenes 17. Fotografías del proceso del ensayo de absorción: Desecado, inmersión, limpieza manual, líquen obtenido.

Page 64: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 63 -

Se adjunta cronograma del desarrollo del ensayo (cuadro 2) y los resultados

obtenidos (cuadro 3):

Page 65: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 64 -

Ref.

Superf

icie

de

absorc

ión

(cm

²)

Densid

ad

(g/c

m³)

P0 (

g)

P1 (

g)

% (

P1-P

0)

(≤0,5

%)

P2 (

g)

P3 (

g)

P4 (

g)

P3' (g

)P

4' (g

)P

5 (

g)

P6 (

g)

P2 -

P1

(g)

P5 -

P6

(g)

Liq

ue

n

(% e

n p

eso

)

Ab

so

rció

n c

on

mu

sg

o y

liq

ue

n

[(P

2-P

1)/

Su

p.]

(g/c

m²)

Ab

so

rció

n s

in

mu

sg

o y

liq

ue

n

[(P

5-P

6)/

Su

p.]

(g/c

m²)

T0/0

11.

975,

862,

042.

301,

012.

261,

081,

7353

%2.

440,

022.

259,

4017

8,94

0,00

0,00

%9,

06%

T0/0

21.

977,

842,

032.

323,

082.

270,

502,

2634

%2.

452,

162.

267,

4418

1,66

0,00

0,00

%9,

18%

T0/0

31.

975,

862,

002.

356,

702.

268,

013,

7633

%2.

451,

232.

269,

4918

3,22

0,00

0,00

%9,

27%

T0/0

41.

983,

272,

052.

351,

422.

274,

733,

2614

%2.

455,

542.

273,

5918

0,81

0,00

0,00

%9,

12%

T0/0

51.

987,

322,

062.

329,

782.

263,

992,

8239

%2.

443,

172.

262,

5717

9,18

0,00

0,00

%9,

02%

T50/

011.

633,

652,

021.

922,

761.

875,

462,

4600

%2.

017,

712.

017,

710,

002.

017,

710,

002.

017,

711.

874,

1214

2,25

143,

590,

00%

8,71

%8,

79%

T50/

022.

177,

761,

492.

513,

372.

502,

020,

4516

%2.

788,

522.

745,

0338

,00

2.47

4,62

23,2

22.

774,

882.

471,

0628

6,50

303,

821,

51%

13,1

6%13

,95%

T50/

031.

633,

651,

931.

888,

581.

857,

981,

6203

%2.

041,

282.

041,

280,

002.

041,

280,

002.

041,

281.

855,

4318

3,30

185,

850,

00%

11,2

2%11

,38%

T50/

041.

694,

271,

891.

937,

961.

923,

130,

7652

%2.

167,

872.

167,

870,

002.

167,

870,

002.

167,

871.

922,

0024

4,74

245,

870,

00%

14,4

5%14

,51%

T50/

051.

707,

231,

911.

969,

061.

939,

301,

5114

%2.

136,

842.

136,

840,

002.

136,

840,

002.

136,

841.

937,

8419

7,54

199,

000,

00%

11,5

7%11

,66%

T50/

071.

615,

371,

951.

911,

801.

898,

610,

6899

%1.

947,

921.

947,

920,

001.

947,

920,

001.

947,

921.

897,

6049

,31

50,3

20,

00%

3,05

%3,

12%

T50/

081.

639,

781,

991.

963,

141.

958,

630,

2297

%1.

976,

791.

976,

790,

001.

976,

790,

001.

976,

791.

957,

6318

,16

19,1

60,

00%

1,11

%1,

17%

T50/

091.

768,

441,

982.

393,

442.

388,

360,

2122

%2.

613,

912.

587,

7717

,67

2.37

2,73

11,6

32.

615,

662.

369,

9022

5,55

245,

760,

74%

12,7

5%13

,90%

T50/

111.

656,

751,

971.

833,

391.

827,

270,

3338

%2.

003,

982.

003,

980,

002.

003,

980,

002.

003,

981.

824,

4517

6,71

179,

530,

00%

10,6

7%10

,84%

T50/

121.

653,

421,

971.

836,

491.

832,

390,

2233

%1.

958,

641.

948,

528,

141.

825,

474,

911.

963,

581.

824,

4612

6,25

139,

120,

44%

7,64

%8,

41%

T100

/05

1.65

7,21

1,75

1.71

4,91

1.71

0,10

0,28

05%

1.82

1,87

1.81

4,48

1,74

1.70

6,97

1,42

1.78

0,91

1.70

5,71

111,

7775

,20

0,10

%6,

74%

4,54

%

T100

/07

1.69

5,00

1,87

1.93

4,68

1.92

8,81

0,30

34%

2.11

6,87

2.08

2,15

16,2

91.

917,

817,

702.

080,

021.

917,

0918

8,06

162,

930,

84%

11,0

9%9,

61%

T100

/08

1.63

2,03

1,80

1.74

5,25

1.73

7,51

0,44

35%

1.82

8,24

1.79

8,70

22,4

71.

721,

569,

731.

794,

361.

721,

3490

,73

73,0

21,

29%

5,56

%4,

47%

T100

/10

1.97

6,35

2,06

2.78

8,49

2.72

3,86

2,31

77%

2.93

3,04

2.91

5,13

15,5

62.

696,

307,

902.

002,

561.

852,

1420

9,18

150,

420,

56%

10,5

8%7,

61%

T100

/13

1.74

2,77

1,60

1.63

9,93

1.62

9,86

0,61

41%

1.84

6,12

1.83

8,49

3,23

1.62

5,21

2,76

1.83

4,40

1.62

4,65

216,

2620

9,75

0,20

%12

,41%

12,0

4%

T100

/14

1.83

5,14

2,01

2.83

2,80

2.82

5,13

0,27

08%

3.11

7,39

3.08

6,60

23,5

22.

814,

046,

803.

097,

542.

807,

6029

2,26

289,

940,

83%

15,9

3%15

,80%

T100

/19

2.03

6,28

2,01

2.86

7,99

2.85

9,92

0,28

14%

3.11

3,02

3.10

5,55

4,38

2.84

8,90

2,96

3.09

4,13

2.84

8,29

253,

1024

5,84

0,15

%12

,43%

12,0

7%

EN

SA

YO

DE

AB

SO

RC

IÓN

TO

MA

DE

DA

TO

SR

ES

UL

TA

DO

SD

AT

OS

DE

PA

RT

IDA

Cua

dro

3.

Resu

lta

do

s d

el en

sa

yo

de

Ab

so

rció

n.

Page 66: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 65 -

Consideraciones de ejecución del ensayo:

El procedimiento operativo propuesto contempla como tiempo de inmersión

24 horas. Sin embargo, durante la ejecución del mismo se ha comprobado

que las tejas se saturan completamente en un tiempo menor. En el

momento de sacar las piezas del recipiente, éstas se encontraban

completamente colmatadas, hecho demostrado al encontrarnos con

valores de absorción similares en tiempos de inmersión de 24 y 48 horas.

Por este motivo, se ha ensayado el tiempo de saturación de cada uno de

los tipos de tejas con los que se ha contado.

Para analizar la saturación se ha procedido a la inmersión de las piezas,

haciendo pesadas sucesivas, de manera que se ha considerado que éstas

se encuentran saturadas cuando la diferencia de peso entre dos pesadas

consecutivas es menor o igual al 0,5%. Este ensayo se ha realizado con

una teja T50 y otra del tipo T/100, ya que se considera representativo el

comportamiento de una de cada tipo. No se estima necesario ensayar

mayor número de unidades puesto que lo único que se pretende con este

ensayo es comprobar que el tiempo de saturación es inferior a las 24

horas. El ensayo se ha realizado con intervalos de pesadas consecutivas

de 2 horas, habiéndose obtenido los siguientes resultados (cuadro 4).

saturado 100%

Ref. Sup. AbsDensida

dP0 P1 (+2H) P2 (+4H) P3 (+6H) P4 (+8H)

%

Absor.(P

1-P0)

% Saturac

(dif.

Pesos)

%

Absor.(P2-

P1)

% Saturac

(dif.

Pesos)

%

Absor.(P

3-P2)

% Saturac

(dif.

Pesos)

%

Absor.(P

4-P3)

% Saturac

(dif.

Pesos)

T100/19 2.036,28 2,01 2.861,71 3.037,86 3.094,60 3.106,62 3.107,67 8,65% 6,16% 2,79% 1,87% 0,59% 0,39% 0,05% 0,03%

T50/01 1.633,65 2,02 1.874,57 1.915,99 1.942,26 1.956,41 1.965,39 2,54% 2,21% 1,61% 1,37% 0,87% 0,73% 0,55% 0,46%

DATOS

TOMA DE DATOS ENSAYO DE SATURACIÓN POR ABSORCIÓN (INTERVALO DE PESADAS 120 MINUTOS)

RESULTADOS

Cuadro 4. Resultados del ensayo de saturación por absorción.

Page 67: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 66 -

En la gráfica siguiente se muestran los resultados de absorción y saturación de

los dos tipos de tejas estudiados.

En la gráfica 2 se observa cómo los valores de absorción y saturación, ambos

expresados en % respecto del peso de la teja, va disminuyendo de manera

proporcional al tiempo de inmersión acumulado.

La teja se considera saturada cuando la diferencia de peso entre dos pesadas

consecutivas no superan el 0,5%. En el caso de esta teja T100/19, este hecho se

produce en la tercera pesada, con una saturación del 0,39% (menor del 0,5%).

Por tanto la teja se ha saturado en el intervalo entre las 4 y las 6 horas de

inmersión.

En el caso de la teja T50/01 la saturación se alcanza en la cuarta pesada, es decir

en el intervalo entre las 6 y las 8 horas de inmersión, alcanzándose en este

momento una saturación del 0,46%.

Gráfica 2. Absorción y saturación en teja T100/19 y teja T50/01.

Page 68: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 67 -

De esta manera se comprueba que efectivamente el tiempo de saturación es muy

inferior a las 24 horas establecidas en el procedimiento del ensayo de absorción

por inmersión.

Por tanto el ensayo de absorción con 24 horas de inmersión no nos revela datos

que puedan relacionar la absorción con el grado de colonización, ya que la teja

sumergida 24 horas se satura siempre al 100%, captando agua por toda su

superficie de absorción, no pudiéndose establecer la permeabilidad o

impermeabilidad de la superficie colonizada.

Para comprobar la impermeabilidad de la teja por su cara colonizada se realiza el

ensayo de permeabilidad descrito en norma UNE-EN 539-1, desarrollado en el

apartado 7.3.

Page 69: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 68 -

7.2.4 CONCLUSIONES DEL ENSAYO

En un ciclo de desecado de 24 h. en estufa a 110ºC se ha comprobado

que algunas tejas no se han desecado completamente en dicho plazo,

ya que la diferencia de peso experimentado entre el peso anterior y

posterior al ciclo ha sido superior al 0,5%, valor límite para considerar el

desecado total. Estas tejas son las siguientes:

o El 100% de las tejas T0 (de reciente fabricación).

o El 54% de las tejas T50 (antigüedad 50-60 años).

o El 27% de las tejas T100 (antigüedad 100-120 años).

De estos resultados se puede concluir que existe una relación directa

entre la antigüedad de las tejas y su tiempo de desecado, y esta

relación es de proporcionalidad inversa, es decir que a medida que las

tejas ganan edad tardan menos en desecarse (gráfica 3). Esto puede

ser debido a la porosidad de las mismas, ya que las tejas antiguas son

más porosas por los deficientes procesos de fabricación de las mismas,

facilitándose así el desecado. Otra razón que puede explicar este hecho

es que la película de microorganismos que se depositan en las tejas

evita la absorción de humedad ambiental, por lo que el tiempo

necesario para desecarlas es menor, al tener menor cantidad de

humedad en su interior.

T0 T50 T100

desecado 0 46 63

no desecado 100 54 27

0

20

40

60

80

100

120

% T

eja

s e

nsa

yad

as

Desecado de tejas en 24 horas

Gráfica 3. Relación entre tiempo de desecado y antigüedad de las tejas.

Page 70: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 69 -

Los resultados de absorción en 24 horas de inmersión obtenidos para las

tejas nuevas son muy homogéneos, con valores entre 9,01% y 9,27%,

resultando una absorción media de 9,12%. Sin embargo tanto las tejas de

50 años como las de 100 años, resultan tener valores de absorción muy

dispares, oscilando éstos entre 3,11% y 15,5% en el caso de las tejas T50

y entre 4,53% y 15,79% para las T/100 (gráfica 4).

Se ha comprobado que el tiempo de saturación de las tejas es mucho

menor de 24 horas, tiempo que se han mantenido las tejas sumergidas, por

lo que los valores porcentuales de absorción obtenidos no revelan la

relación entre dicha absorción y la edad de las tejas. Sin embargo, la gran

dispersión de los valores de absorción de las tejas antiguas (tanto T50

como T100) podrían indicar la diferencia de comportamiento de las tejas

según su grado de colonización, aunque también puede ser debido a los

diferentes procesos de fabricación de las mismas.

La densidad de las tejas ensayadas es menor cuanto mayor es su

antigüedad, sin poder establecerse relación alguna entre esta

característica y el grado de absorción de las mismas, ya que el tiempo de

inmersión supera el tiempo de saturación, por lo que todas las tejas

ensayadas se han saturado durante el ensayo de absorción.

9,01

3,11

4,53

9,27

15,5

15,79

T0

T50

T100

Absorción en 24 horas de inmersión (%)

Abs. Máx. Abs. Mín.

Gráfica 4. Gráfica Absorción - Antigüedad

Page 71: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 70 -

7.3 ENSAYO DE PERMEABILIDAD

7.3.1 OBJETIVO

Con el ensayo de permeabilidad se pretende analizar la influencia de la

antigüedad de las tejas y de la capa de colonización liquénica en su capacidad

impermeabilizante, así como establecer las diferencias de comportamiento de

éstas respecto de tejas similares de reciente fabricación.

7.3.2 METODOLOGÍA

Para la realización del ensayo se ha seguido el método 2 de la norma UNE-EN

539-1, con algunas pequeñas variaciones para facilitar el trabajo en laboratorio.

Dicha norma aportados métodos para realizar el ensayo de permeabilidad,

habiéndose elegido para estetrabajo el método2, descrito en apartado 6 de la

citada norma (imagen 18).

7.3.2.1 APARATOS Y ÚTILES NECESARIOS

La citada norma, en apartado 6.2 describe los aparatos necesarios para la

realización del ensayo, tal y como se muestra a continuación (imagen 19).

Imagen 18. Extracto de la norma UNE-EN 539 donde se describe el método de ensayo 2.

Imagen 19. UNE – EN 539. Punto 6.2 donde se describen los aparatos necesarios para el ensayo.

Page 72: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 71 -

En el ensayo que se ha realizado en

este trabajo se ha ensayado el

100% de la superficie de la teja ya

que el marco que se ha utilizado

rodea la teja por todo su perímetro,

de manera que el agua sobre la

misma cubre la teja por completo.

7.3.2.2 TAMAÑO DE LA MUESTRA

La norma UNE-EN 539 establece que el tamaño de la muestra para este ensayo

debe ser de diez piezas, pero así mismo establece un número menor para

ensayos rutinarios, tal y como especifica en el punto 6.3 de la citada norma

(imagen 21).

En este trabajo se han ensayado 5 tejas de cada rango de edad.

Imagen 20. Utensilio descrito en la norma UNE – EN 539-1 para el ensayo de permeabilidad.

Imagen 21. UNE – EN 539. Tamaño de la muestra.

Page 73: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 72 -

7.3.2.3 PROCEDIMIENTO OPERATIVO

En el presente trabajo se han ensayado las tejas con dos modelos diferentes de

marco, adaptando el mismo al tipo de teja con la que se ha trabajado.

Primeramente se ha realizado el ensayo con un marco sobre los dos laterales

curvos de la teja, de tal forma que el agua contenida en la misma colocada en

canal era la que podía recoger hasta sus aristas superiores.

El sistema está dotado de varillas roscadas que hacen de tensores para que, una

vez colocada la teja el sistema quede estable y la pieza, que se coloca

perfectamente nivelada (imagen 23), sea capaz de recoger el agua que se vierte

sobre ella. Para esto, previamente se ha sellado la junta de la teja con el lateral

del marco para conseguir la estanqueidad (figura 22).

De esta manera la teja no llega a sumergirse en su totalidad, quedando el agua

enrasada con ésta (figura 24).

Imagen 22. Sellado de los bordes. Imagen 23. Nivelado de la teja

Imagen 24. Llenado con agua hasta enrasar con los bordes superiores.

Page 74: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 73 -

Tras ensayar varias tejas con este procedimiento y manteniendo las mismas con

agua durante varios días seguidos (aunque la norma marca un tiempo máximo de

20 horas de duración del ensayo), se comprueba que no se produce ningún goteo

por la parte inferior de la teja, por lo que aparentemente la teja es completamente

impermeable por su cara cóncava, es decir la que está colonizada por musgo y

liquen.

Se procede a continuación a modificar el marco perimetral para que la teja quede

totalmente sumergida en agua, procediendo a realizar el ensayo tal y como se

especifica en la norma UNE – EN 539 – 1. Para ello se dota al anterior sistema de

dos laterales de poliestireno expandido de alta densidad, por tratarse de un

material que se puede recortar fácilmente y adaptarlo a las dimensiones de cada

teja. Se sella todo el perímetro de la teja con masilla y se llena la teja hasta que el

nivel de agua quede a 6 cm. sobre la teja, tal y como especifica la norma (Imagen

25).

Con los resultados obtenidos se calcula el coeficiente de permeabilidad (IC),

según la fórmula propuesta en la norma UNE – EN 539-1, (Imagen 26).

Imágenes 25. Fotografías de las tejas T50/03 y T100/23 durante el proceso de ensayo de permeabilidad. Se puede observar el sellado perimetral con masilla de color negro.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 74 -

Con los resultados obtenidos, la norma UNE – EN-1304 clasifica las tejas, según

el coeficiente de permeabilidad, en dos categorías diferentes: categoría 1 y

categoría 2, según la imagen 27, extractado de dicha norma.

Imagen 26. UNE – EN 539. Cálculo del coeficiente de permeabilidad IC.

Imagen 27. Clasificación de las tejas según su grado de permeabilidad. UNE – EN1304.

Page 76: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 75 -

7.3.3 RESULTADOS OBTENIDOS (Cuadro 5)

De

nsid

ad

% L

iqu

en

(en

pe

so

)F

ech

aH

ora

Fe

ch

aH

ora

Tie

mp

o c

aíd

a

pri

me

ra g

ota

(hr.

)

ICIC

Cate

go

ría (

UN

E-

EN

1304)

Fe

ch

aH

ora

Fe

ch

aH

ora

Tie

mp

o c

aíd

a

pri

me

ra g

ota

(hr.

)

ICIC

Cate

go

ría (

UN

E-

EN

1304)

T0/0

62,

040,

00%

20/0

4/20

1110

:45

21/0

4/20

119:

45N

o h

a go

tead

o0,

001

T0/0

72,

030,

00%

22/0

4/20

1110

:00

23/0

4/20

118:

40N

o h

a go

tead

o0,

001

T0/0

82,

000,

00%

23/0

4/20

119:

0024

/04/

2011

9:00

No

ha

gote

ado

0,00

1

T0/0

92,

050,

00%

30/0

4/20

1110

:20

01/0

5/20

1110

:00

No

ha

gote

ado

0,00

1

T0/1

02,

060,

00%

01/0

5/20

1111

:00

02/0

5/20

1110

:00

No

ha

gote

ado

0,00

1

T50/

031,

930,

00%

18/0

4/20

1115

:45

20/0

4/20

1110

:00

No

ha

gote

ado

0,00

1

T50/

041,

890,

00%

20/0

4/20

1110

:00

21/0

4/20

1110

:30

No

ha

gote

ado

0,00

1

T50/

051,

910,

00%

21/0

4/20

1111

:00

22/0

4/20

1112

:00

No

ha

gote

ado

0,00

1

T50/

071,

950,

00%

22/0

4/20

1115

:35

23/0

4/20

1117

:45

No

ha

gota

ado

0,00

1

T50/

081,

990,

00%

06/0

4/20

1112

:00

11/0

4/20

1112

:00

No

ha

gote

ado

.0,

001

T100

/10

2,06

0,56

%11

/04/

2011

13:3

012

/04/

2011

13:3

024

0,00

120

/04/

2011

20:0

020

/04/

2011

23:1

53,

250,

84N

o c

atal

oga

do

T100

/13

1,60

0,20

%13

/04/

2011

0:00

14/0

4/20

110:

0024

0,00

115

/04/

2011

15:1

515

/04/

2011

17:0

01,

750,

91N

o c

atal

oga

do

T100

/15

1,76

0,57

%19

/04/

2011

15:4

520

/04/

2011

19:4

524

0,00

120

/04/

2011

20:0

020

/04/

2011

20:4

50,

750,

96N

o c

atal

oga

do

T100

/16

2,02

0,45

%21

/04/

2011

11:5

021

/04/

2011

19:0

07,

160,

641

23/0

4/20

1111

:15

23/0

4/20

1112

:30

1,40

0,93

No

cat

alo

gad

o

T100

/18

2,03

0,98

%23

/04/

2011

13:3

523

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2011

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 76 -

El caso de la teja T100/25 resulta especialmente significativo. Se trata de una teja

colonizada parcialmente debido al solape de ésta con otra pieza cuando ha

estado en servicio. En la fotografía siguiente (Imagen 28) se puede observar

claramente cómo aproximadamente el 60% de la superficie de la teja está

cubierto por musgo, mientras que la superficie restante no contiene tales

organismos.

Como se puede observar en el cuadro de resultados, cuando se ensaya esta teja

en su estado original se comprueba que en menos de tres horas la teja comienza

a gotear, produciéndose este goteo por la zona donde la teja no está colonizada.

En la fotografía que se muestra a continuación (Imagen 29) se puede observar el

aspecto de la teja en su cara inferior tras terminar el ensayo de permeabilidad. La

teja se muestra completamente mojada en la zona sin colonizar, mientras que en

la zona con musgo la teja se encuentra seca por completo.

Imagen 28. Teja T100/25 en estado original. Se puede apreciar una zona altamente colonizada y otra sin organismos superficiales.

Imagen 29. Teja T100/25 por su cara inferior. Se aprecia claramente la diferencia entre la zona húmeda y la zona seca, coincidiendo con la colonización en la cara cóncava.

Page 78: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 77 -

Cuando se repite el ensayo con la misma teja pero habiendo sido ésta

previamente limpiada (imágenes 30 y 31), retirando la capa superficial de musgo,

el tiempo que transcurre antes de la primera gota de agua es de apenas siete

minutos.

Imagen 30. Limpieza de la teja con espátula.

Imagen 30. Aspecto de la teja tras su limpieza.

Imagen 31. Limpieza de la teja con cepillo de acero.

Page 79: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 78 -

7.3.4 CONCLUSIONES DEL ENSAYO

Tras los diferentes procesos seguidos según se ha explicado anteriormente, se

puede concluir lo siguiente:

Las tejas de reciente fabricación no han manifestado síntomas de

incumplimiento de la actual normativa y que en ningún caso han

permitido el paso del agua en el tiempo de realización del ensayo

marcado por la norma, siendo éstas clasificadas como clase 1.

En el caso de las tejas antiguas se comprueba de éstas cumplen con la

normativa en su estado actual, es decir, recubiertas de musgo y liquen.

Sin embargo una vez limpias las mismas, éstas dejan pasar el agua a

su través en pocas horas o incluso minutos. Por tanto estas tejas no

pueden ser catalogadas ni tan siquiera con la clase 2 (ver cuadro 5). En

la gráfica siguiente (gráfica 5) se puede comprobar la diferencia de

tiempos de caída de la primera gota en las mismas tejas, antes y

después de su limpieza.

Gráfica 5. Ensayo de permeabilidad en tejas antiguas.

Page 80: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 79 -

Con los ensayos realizados se ha confirmado que el musgo y liquen

que se depositan sobre las tejas hacen de éstas un material

completamente impermeable. Se ha llegado a mantener sometida a

ensayo una teja colonizada durante 5 días seguidos sin que ésta haya

dejado pasar la más mínima cantidad de agua. Por tanto el grado de

impermeabilidad exigido para ser clasificadas como clase 1 o clase 2,

según la actual normativa, ha sido adquirido con el tiempo por las tejas

antiguas con musgo, por tanto se puede afirmar que dichas tejas son

susceptibles de ser utilizadas en edificaciones actuales.

Sin embargo, aunque ha quedado demostrado que la capa de líquen y

musgo es completamente impermeable, no se puede establecer

relación entre la cantidad de estos organismos y el grado de

impermeabilidad, ya que ante cantidades de líquen sensiblemente

diferentes se consiguen tiempos de caída de la primera gota muy

similares, tal y como se puede observar en la gráfica 6. Por tanto,

según se ha demostrado con la teja T100/21, el parámetro que

realmente determina el grado de impermeabilización de las tejas es la

superficie que se encuentra colonizada, en lugar de la cantidad de

líquen y musgos contenido en ellas.

Gráfica 6. Grado de impermeabilidad respecto del % de colonización.

Page 81: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 80 -

En la gráfica 7 se comprueba que la densidad de las tejas sobre las que se aloja

el musgo y el liquen no influye en el grado de impermeabilidad que éstas

alcanzan.

Gráfica 7. Grado de impermeabilidad respecto a la densidad de las tejas.

Page 82: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 81 -

7.4 ENSAYO DE HELADICIDAD

7.4.1 OBJETIVO

El objetivo de este ensayo es el estudio y análisis del comportamiento de las

diferentes tejas antiguas y nuevas con las que se está trabajando ante la helada,

comparando las prestaciones de todas ellas y evaluando las semejanzas y

diferencias entre las mismas.

7.4.2 TAMAÑO DE LA MUESTRA

Para las diferentes pruebas y ciclos de congelación se han utilizado como mínimo

5 piezas de cada rango de edad.

Se ha procurado ensayar las tejas que se encuentran en peor estado de

conservación por dos motivos:

- Porque estas tejas son difícilmente utilizables para los ensayos de

absorción, permeabilidad o flexión, debido a las irregularidades que

presentan, por lo que son aprovechadas para el ensayo de heladicidad.

- Por otra parte se ha estudiado el comportamiento ante la helada de

aquellas piezas peor conservadas entendiéndose éstas como las más

desfavorables, por lo que se considera que los resultados obtenidos para

estas piezas pueden ser aplicables al resto de las piezas.

Page 83: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 82 -

7.4.3 PROCEDIMIENTO OPERATIVO

La norma UNE – EN538 es la que marca el procedimiento operativo para el

ensayo de heladicidad de las tejas cerámicas. Dicha norma aporta distintos

métodos para realizar dicho ensayo. Cada método de ensayo se realiza en

diferentes países que están especificados en la siguiente tabla de la norma

UNE – EN1304.

Se ha estudiado la heladicidad de las tejas para lo que se han realizando

diferentes operaciones con ellas:

Primeramente las tejas

seleccionadas han sido

sometidas a distintos ciclos de

congelación (24, 48, 72 horas),

siempre a una temperatura de

-40ºC. Tras el ciclo de

congelación se han examinado

minuciosamente las piezas

para comprobar los efectos

que ha podido tener la

Imagen 31. UNE – EN1304. Distribución de métodos de ensayo de heladicidad según países europeos.

Imagen 32.Temperatura de congelación del ensayo de heladicidad.

Page 84: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 83 -

congelación sobre las mismas. Los resultados obtenidos se exponen en el

cuadro de toma de datos y resultados (cuadro 6).

A continuación las tejas se han sometido a ciclos similares y en las mismas

condiciones, estando éstas previamente colmatadas mediante un ciclo de

inmersión en el mismo recipiente en el que se ha ensayado la absorción. De igual

manera que con la teja seca, tras el ciclo de congelación se comprueba el estado

de la pieza ensayada para comprobar las consecuencias de dicho ciclo.

7.4.4 EJECUCIÓN Y RESULTADOS OBTENIDOS

En las fotografías adjuntas (imágenes 35ª y 35B) se muestra el proceso de

congelación de las tejas y el aspecto de éstas una vez sacadas del congelador.

Las piezas muestra un color blanco, similar al del rocío de las mañanas frías de

climas fríos, que en algunas horas ha desaparecido por completo. En ese

momento se analiza la teja para detectar posibles consecuencias en su aspecto

fruto de la congelación, no detectándose signo alguno de deterioro debido a este

motivo.

Imágenes 33. Aspecto de las tejas congeladas.

Page 85: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 84 -

A continuación se expone el cuadro cronograma – resultados de los ensayos en

las diferentes piezas (cuadro 6).

P0: Pesada

en estado

original

P1: Pesada

teja desecada

Congelación

(-40º) Inspección teja tras ciclo de congelación

Inmersión en

agua hasta

colmatación.

Inspección teja tras ciclo de congelación

Congelación (-40º)

T0/01 31/03/2011 01/04/2011 11/04/2011 Ciclo 24 horas:Sin problemas 20/04/2011Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T0/02 31/03/2011 01/04/2011 11/04/2011 Ciclo 24 horas:Sin problemas 20/04/2011Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T0/03 31/03/2011 01/04/2011 11/04/2011 Ciclo 24 horas:Sin problemas 20/04/2011Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T0/04 31/03/2011 01/04/2011 11/04/2011 Ciclo 24 horas:Sin problemas 20/04/2011Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T0/05 31/03/2011 01/04/2011 11/04/2011 Ciclo 24 horas:Sin problemas 20/04/2011Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T50/01 17/03/2011 23/03/2011

T50/02 17/03/2011 23/03/2011 Ciclo72h.: No rotura. No fisuras. No desconchones.

T50/03 17/03/2011 23/03/2011

T50/04 17/03/2011 23/03/2011

T50/05 17/03/2011 23/03/2011

T50/06 17/03/2011 18/03/2011 21/03/11-23/03/11 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones.

T50/07 17/03/2011 23/03/2011

T50/08 17/03/2011 23/03/2011

T50/09 17/03/2011 23/03/2011 21/03/11-23/03/11 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones.

T50/10 17/03/2011 23/03/2011 21/03/11-23/03/11 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones.

T50/11 17/03/2011 23/03/2011 21/03/11-23/03/11 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones.

T50/12 17/03/2011 23/03/2011

T100/01 17/03/2011 18/03/2011 23/03/11-24/03/11 Ciclo 24 h.: no rotura, grietas, desconchone, etc. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/02 17/03/2011 18/03/2011 23/03/11-24/03/11 Ciclo 24 h.: no rotura, grietas, desconchone, etc. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/03 17/03/2011 18/03/2011 23/03/11-24/03/11 Ciclo 24 h.: no rotura, grietas, desconchone, etc. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/04 17/03/2011 18/03/2011 23/03/11-24/03/11 Ciclo 24 h.: no rotura, grietas, desconchone, etc. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/08 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T100/11 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T100/12 17/03/2011 18/03/2011 23/03/2011-24/03/2011 Ciclo 24 h.: no rotura, grietas, desconchones, etc. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/14 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T100/15 17/03/2011 18/03/2011 21/03/2011-23/03/2011 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones. 23/01/11-24/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/16 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T100/17 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

T100/18 17/03/2011 18/03/2011 23/03/2011-24/03/2011 Ciclo 48h.: No rotura. No fisuras. No desconchones. 24/03/11-28/03/11 Ciclo 5 días.: no rotura, grietas, desconchones, etc.

T100/20 17/03/2011 18/03/2011 01/04/2011-06/04/2011 Ciclo 5 días: no rotura, grietas, desconchones, etc. 06/04/11-07/04/11Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.

Ref.

CRONOGRAMA Y RESULTADOS DE ENSAYOS DE HELADICIDAD

Congelación (-40º)

Secado en estufa

Ciclo 24 h. : Sin problemas

Ciclo 5 días: no roturas, ni desconchones ni signo alguno de deterioro.22/04/2011

1 2 3 4

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 85 -

Además del trabajo realizado con la muestra de tejas de cada rango de edad, se

ha trabajado con la teja T100/02 por hallarse en la misma un desconchón de

grandes dimensiones, como se puede ver en las imágenes siguientes.

Esta teja ha sido sometida a ciclos de 24 y 72 horas en congelación a -40ºC,

incluso habiendo sido previamente saturada, y los resultados han sido

exactamente iguales a los del resto de las tejas ensayadas, es decir los ciclos de

congelación no han afectado a la morfología de la pieza en absoluto, no

detectándose defectos posteriores al ensayo. El desconchón existente en la pieza

antes del ensayo no ha sido motivo suficiente para que ésta rompa por saturación

y posterior congelación.

Imágenes 34. Teja T100/02. Detalle del desconchón superficial previo al ensayo de heladicidad.

Page 87: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 86 -

7.4.5 CONCLUSIONES DEL ENSAYO

Todas las tejas de los diferentes rangos de edad ensayadas han superado

los diferentes ciclos de congelación a los que han sido sometidas, no

detectándose tras éstos defecto alguno derivado de dicho ciclo. Así mismo

en el caso de las tejas antiguas, tanto las de 50 años como las de 100

años, se comprueba que éstas no han sufrido empeoramiento manifiesto

en las lesiones o deterioros con los que ya contaban, fruto de su edad y del

tiempo que han estado en servicio y, por tanto, sufriendo las

consecuencias de las inclemencias meteorológicas.

Así mismo la totalidad de las tejas ensayadas a congelación tras haber

sido previamente saturadas por inmersión, han respondido

satisfactoriamente a las bajas temperaturas a que han sido sometidas

(-40ºC), demostrando por tanto su capacidad de mantenerse en un óptimo

estado físico y funcional tras el paso del tiempo, incluso en climas de alta

montaña del país, ya que en España raramente se van a soportar

temperaturas inferiores a las utilizadas para el ensayo.

Page 88: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 87 -

7.5 ENSAYO DE RESISTENCIA A FLEXIÓN

7.5.1 OBJETIVO

El objetivo de este ensayo es el análisis de la resistencia a flexión de las

diferentes tejas antiguas y nuevas con las que se está trabajando, comparando la

carga de rotura de las tejas de diferentes edades.

Así mismo se pretende comprobar la viabilidad de las tejas antiguas según el

cumplimiento o no de la actual normativa de tejas curvas cerámicas.

7.5.2 METODOLOGÍA

Se ha realizado el ensayo según la norma UNE-EN 538 vigente, que establece

dos métodos de ensayo para el caso de tejas curvas. En este estudio se ha

optado por el método de carga en el sentido transversal de la teja, estando ésta

colocada en posición cóncava sobre dos soportes laterales, según se indica en la

figura siguiente (imagen 38), extractada de la norma anteriormente citada.

Imagen 37. Procedimiento para la realización del ensayo de flexión marcado por la norma.

Page 89: Análisis de las características físicas y del comportamiento ...

Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 88 -

Imagen 38. Colocación de la teja para el ensayo a tracción.

Imagen 39. Imagen del proceso de ensayo de flexión. Se puede ver el listón utilizado para repartir la carga de manera uniforme, así como los dos apoyos colocados debidamente a la distancia especificada en la norma UNE -EN 538.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 89 -

7.5.2.1 APARATOS Y ÚTILES NECESARIOS

Prensa

Para la aplicación uniforme de la carga se ha

precisado un listón de reparto (véase imagen

39).

Apoyos: En este caso se han utilizado dos barras corrugadas debidamente

colocadas a las distancias prescritas en la norma UNE EN-538 (imagen

39). Con las corrugas de las barras se ha conseguido la estabilidad de la

teja una vez colocada sobre éstas, de manera que al aplicar la carga la teja

no se desliza lateralmente ni se produce el vuelco sobre la generatriz de

apoyo.

7.5.2.2 TAMAÑO DE LA MUESTRA

Se realiza el ensayo de flexión sobre un mínimo de 5 tejas de cada uno de los

siguientes rangos de edad: T0 / T50 y T100.

En el caso de las tejas nuevas sólo se han ensayado 5 unidades a la vista de la

homogeneidad de los resultados y de sus características físicas. Por el contrario,

para el caso de las tejas antiguas se ha realizado mayor número de roturas

debido a que los resultados obtenidos son más heterogéneos y se prestan a

mayor grado de interpretación de los mismos.

Marco de ensayos con cuatro columnas principales y doble espacio de ensayo (principal para tracción y secundario para compresión, flexión, plegado, cizalladura,etc). • Pistón de simple efecto de 300 mm de carrera. • Regulación en altura del puente superior mediante gatos hidráulicos laterales y sistema de bloqueo / desbloqueo hidráulico automático. • Sistema de medida: transductor de presión de bandas extensométricas en puente completo, compensado en temperatura. • Juego de platos de compresión y cabezales de tracción de tipo mecánico con sistema de cierre en cuña.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 90 -

7.5.3 RESULTADOS OBTENIDOS (Cuadro 6)

Los resultados sombreados en gris no se han tenido en cuenta en el cálculo de

los valores medios ni en los análisis de los mismos, por tratarse de puntos

atípicos fuera del rango del conjunto de la muestra.

Ref.Peso

(g.)

Densidad

(g/cm³.)

Liquen

(% en peso)

Carga de

rotura a

flexión

(KN)

Forma de

rotura

Tiempo de

rotura (s)

T0/01 2.301,01 2,04 0,00% 4,24 Longitudinal 60

T0/02 2.323,08 2,03 0,00% 1,91 Longitudinal 35

T0/03 2.356,70 2,00 0,00% 2,33 Longitudinal 84

T0/04 2.351,42 2,05 0,00% 2,19 Longitudinal 74

T0/05 2.329,78 2,06 0,00% 2,39 Longitudinal 51

T50/01 1.922,76 2,02 0,00% 1,95 Longitudinal 50

T50/02 2.513,37 1,49 0,00% 1,78 Longitudinal 53

T50/04 1.922,76 2,02 0,00% 1,94 Longitudinal 50

T50/05 1.969,06 1,91 0,00% 2,39 Longitudinal 51

T50/06 2.989,50 2,01 0,00% 2,34 Longitudinal 45

T50/07 1.911,80 1,95 0,00% 2,99 Longitudinal 52

T50/08 1.934,29 2,06 0,00% 2,38 Longitudinal 40

T50/09 2.393,44 1,98 0,74% 0,89 Transversal 14

T50/10 1.934,29 2,06 0,00% 2,38 Longitudinal 40

T50/11 1.833,39 1,97 0,00% 2,08 Longitudinal 59

T50/12 1.836,49 1,97 0,44% 1,40 Transversal 45

T100/01 2.725,81 1,70 0,94 Longitudinal 22

T100/02 2.363,58 1,69 1,47 Longitudinal 46

T100/05 1.714,91 1,75 0,10% 1,28 Longitudinal 45

T100/06 2.521,47 1,90 1,93 Longitudinal 64

T100/07 2.728,35 2,03 0,84% 2,60 Longitudinal 56

T100/09 2.973,13 2,12 2,30 Longitudinal 69

T100/10 2.788,49 2,06 0,56% 2,52 Longitudinal 49

T100/11 2.149,21 1,67 2,09 Longitudinal 48

T100/12 2.339,64 1,93 0,97 Transversal 17

T100/13 1.639,93 1,60 0,20% 1,29 Transversal 34

T100/14 2.832,80 2,01 0,83% 1,72 Transversal 36

T100/15 2.765,92 1,76 2,38 Longitudinal 54

T100/16 2.694,40 2,02 1,88 Longitudinal 60

T100/17 2.728,35 2,03 2,60 Longitudinal 56

T100/18 2.360,43 2,07 0,98% 2,97 Longitudinal 56

T100/19 2.867,99 2,01 0,15% 2,80 Longitudinal 58

T100/21 1.602,61 1,67 1,48 Longitudinal 48

T100/22 2.789,67 2,20 1,61 Longitudinal 37

ENSAYO DE FLEXIÓN

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 91 -

7.5.3.1 RELACIÓN CARGA ROTURA – ANTIGÜEDAD

En la gráfica 8 se reflejan las distintas cargas de rotura de las tejas clasificadas

según su rango de edad, pudiéndose comprobar los siguientes puntos:

Todas las tejas ensayadas cumplen con la exigencia de la normativa en

vigor (UNE-EN 1304) en cuanto a su carga máxima soportada a flexión,

que es de 1KN para el caso de tejas curvas, tal y como se ha indicado en

el apartado 4.2: Normativa relativa a la Flexión.

Se comprueba que las tejas antiguas ensayadas poseen características

similares a las nuevas en cuanto a su capacidad resistente a flexión, a

pesar de su antigüedad, de los diferentes procesos de fabricación de las

mismas y de los años de servicio, habiendo estado sometidas a las

inclemencias metereológicas. Los valores medios de carga de rotura son

los siguientes:

o Tejas T0: 2,21 KN.

o Tejas T50: 2,16KN.

o Tejas T100: 2,11 KN.

Gráfica 8. Gráfica Carga de Rotura – Antigüedad.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 92 -

7.5.3.2 RELACIÓN CARGA DE ROTURA – DENSIDAD

La gráfica 9 relaciona los resultados de carga de rotura obtenidos en el ensayo a

flexión con la densidad de las diferentes tejas ensayadas, con independencia de

su edad. Como se puede apreciar prácticamente la totalidad de las tejas poseen

valores de densidad en un rango muy concreto, siendo estos valores indiferentes

a la carga de rotura obtenida. En esta misma gráfica se pueden observar algunos

puntos atípicos, correspondientes a tejas con una densidad mucho menor al resto

(valores en torno a 1,60-1,70 g/cm3, frente a los más de 2 g/cm3 de la mayoría),

obteniéndose sin embargo para estas piezas valores de carga similares a los

demás. Por tanto estos puntos atípicos no hacen más que corroborar la

inexistencia de relación alguna entre la densidad de las tejas ensayadas y su

resistencia a flexión.

Gráfica 9. Gráfica Carga de Rotura – Densidad.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 93 -

7.5.3.3 RELACIÓN CARGA DE ROTURA - % COLONIZACIÓN

Del total de las tejas

ensayadas a flexión, se

han seleccionado aquellas

de las que se conoce su

grado de colonización,

(cuadro 7), a fin de

comparar los distintos

valores de carga de rotura

con el porcentaje de

organismos que poseen, y

así analizar la influencia o

no de dichos líquenes y

musgos en la capacidad portante de las piezas.

A la vista de los resultados obtenidos, reflejados en la gráfica 10, se puede

afirmar que no existe relación entre el grado de colonización de las tejas

ensayadas y la carga de rotura de las mismas, ya que tejas con diferentes valores

de colonización han resultado tener cargas de rotura muy similares. Del mismo

modo, se comprueba cómo tejas con grados de colonización similares, han

resistido cargas sensiblemente diferentes.

Cuadro 7. Resultados de carga de flexión en tejas colonizadas.

Gráfica 10. Gráfica Carga de Rotura - % Colonización Liquénica.

Ref.Peso

(gr.)

Densidad

(gr/cm³.)

Liquen

(% en

peso)

Carga de

rotura a

flexión

(KN)

Tiempo de

rotura (sg.)

T100/13 1.639,93 1,60 0,20% 1,29 34

T100/05 1.714,91 1,75 0,10% 1,28 45

T50/12 1.836,49 1,97 0,44% 1,40 45

T50/09 2.393,44 1,98 0,74% 0,89 14

T100/14 2.832,80 2,01 0,83% 1,72 36

T100/19 2.867,99 2,01 0,15% 2,80 58

T100/10 2.788,49 2,06 1,29% 2,52 49

T100/07 2.728,35 2,03 0,84% 2,60 56

T100/18 2.360,43 2,07 0,98% 2,97 56

DATOS DE FLEXIÓN - COLONIZACIÓN

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 94 -

7.5.3.4 FORMA DE ROTURA

Las tejas ensayadas a flexión han roto según dos formas: longitudinal y

transversal. En el siguiente cuadro (cuadro 8) se muestra el porcentaje de cada

uno de estos tipos de rotura clasificados según la edad de las mismas.

Se comprueba que el mayor porcentaje de roturas se producen de manera

longitudinal, siendo el 100% en las tejas nuevas, y prácticamente en la misma

proporción en las tejas T50 y T100, siendo éste entre el 83-84% del total.

El siguiente cuadro (cuadro 9) muestra los valores medios de las cargas de rotura

para cada tipo de rotura clasificados según la edad de las tejas.

Se comprueba que las roturas transversales se producen siempre en las tejas con

menor capacidad resistente, por tanto con una carga de rotura menor. Por tanto

se puede afirmar que las tejas con menor capacidad mecánica a flexión tienen

mayor tendencia a romperse de manera transversal, y además esto siempre ha

sucedido en el grupo de tejas antiguas. Las tejas nuevas se han comportado de

manera homogénea, rompiendo todas ellas longitudinalmente.

A continuación se incluyen las imágenes de la rotura de las distintas tejas, así

como su correspondiente gráfica Carga de rotura – Carrera.

Nº Ud. % Nº Ud. % Nº Ud. %

Longitudinal 5 100% 15 84% 10 83%

Transversal 0 0% 3 16% 2 17%

T100Forma de Rotura

FORMA DE ROTURA A FLEXIÓN

T0 T50

Forma Rotura / Tipo Teja T0 T50 T100

Carga Rotura Media (KN) 2,21 2,16 2,06

Carga Rotura Media Transv.(KN) 1,4 1,51

Carga Rotura Media Long. (KN) 2,21 2,25 2,14

CARGAS DE ROTURA SEGÚN FORMA

Cuadro 8. Forma de rotura de las tejas según su edad.

Cuadro 9. Relación entre Cargas y Forma de Rotura según tipo de tejas.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 95 -

TEJAS NUEVAS (T0). ROTURA LONGITUDINAL.

(a)

7.6.4.Consideraciones

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 96 -

Como se puede comprobar en las imágenes anteriores, correspondientes a las

tejas de reciente fabricación, todas éstas han partido en sentido longitudinal con

valores de carga de rotura muy similares, tal y como aparece en el cuadro de

resultados (cuadro 6), y con una forma muy homogénea.

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TEJAS T50 CON ROTURA LONGITUDINAL

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TEJAS T50 CON ROTURA TRANSVERSAL

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 100 -

TEJAS T100 CON ROTURA LONGITUDINAL

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TEJAS T100 CON ROTURA TRANSVERSAL

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 104 -

7.5.4 CONSIDERACIONES DEL ENSAYO DE FLEXIÓN

Como se refleja en el cuadro de resultados del ensayo (cuadro 6) la teja

T0/01 ha roto con una carga máxima de 4,24 KN, valor muy superior al

resto de las tejas, tanto de su edad como de las antiguas. Este hecho es

debido a que en esta teja en concreto se realizó el ensayo con un perfil

metálico como listón de distribución de carga, en lugar del de madera. De

esta manera la forma de transmitir la carga cambia sensiblemente, y por

este motivo resultado de carga de rotura de esta pieza no se ha tenido en

cuenta el análisis y conclusiones del ensayo.

(a). La teja T0/04, durante el tiempo de carga del ensayo, sufre dos

desconchones superficiales coincidiendo con los dos puntos de apoyo.

Estos defectos previos a la rotura se ven reflejados en la gráfica carga-

tiempo correspondiente a esta teja, en la que se aprecian las

discontinuidades de la curva de la misma.

(b). Algunas de las tejas, al llegar a la carga máxima o de rotura, no se han

separado en dos mitades sino que simplemente se han agrietado, tal y

como se puede apreciar en las fotografías siguientes correspondientes a la

teja T100/21. En todos los casos en los que ha sucedido esto se trata de

tejas de 100 años de antigüedad, por lo que cabe la posibilidad de que la

edad de las tejas influya de alguna manera en su forma de rotura. Otra

posibilidad es que las tejas colonizadas con musgo y líquenes sean más

resistentes a la rotura frágil ya que éstos actuen como fibras que hacen

que se produzca la rotura mecánica de la pieza al llegar a la carga máxima

pero, sin embargo, no se produzca la rotura física, evitándose la

separación en dos mitades. Este hecho favorece la seguridad de los

tejados en el que se encuentran las tejas antiguas, evitándose

desprendimientos y daños estéticos en los mismos.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 105 -

(b) TEJA T100/21

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 106 -

7.5.5 CONCLUSIONES DEL ENSAYO

Las tejas de reciente fabricación se comportan de manera homogénea

frente a la flexión, rompiendo todas ellas con valores de carga muy

similares. Sin embargo las tejas antiguas soportan cargas muy dispares.

No obstante lo anterior todas las tejas ensayadas, con independencia de

su edad, cumplen con la carga de rotura mínima exigida en la normativa

vigente (1.000 N).

Se comprueba que tanto la densidad de las tejas como su grado de

colonización liquénica no son factores influyente en la capacidad resistente

a flexión de las tejas.

La forma de rotura mayoritaria es la longitudinal, dándose en el 100% de

las tejas nuevas y en el 83-84% de las tejas antiguas. La rotura transversal

se ha producido en aquellas tejas con menor capacidad resistente a

flexión, por tanto con cargas de rotura inferiores.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 107 -

8. CONCLUSIONES FINALES

8.1 EN CUANTO A LA CARACTERIZACIÓN

Se ha confirmado que las tejas antiguas tienen mayor tolerancia

dimensional (en torno al 12%) que las nuevas (0,4%), hecho que explica la

mejora en los procesos de fabricación actuales, frente a los artesanales del

siglo pasado.

Con los ensayos e inspecciones visuales realizados, no se ha podido

establecer relación alguna entre la densidad de las tejas analizadas y su

grado de colonización, pudiéndose afirmar que los líquenes y musgos

adheridos a las tejas no encuentran mayor o menor resistencia para

adherirse a las diferentes tejas, teniendo éstas diferentes grados de

porosidad y densidad.

8.2 EN CUANTO A LAS PROPIEDADES FÍSICAS

A pesar de que las tejas antiguas fueron fabricadas con una peor calidad

que las actuales, hecho que se ha constatado en su caracterización, se ha

podido confirmar que el musgo y liquen que acumulan en su superficie

hace que dichas tejas antiguas sean completamente impermeables al

agua, por lo que responden perfectamente a las exigencias de la normativa

vigente relativas a esta cualidad.

Las tejas alcanzan la saturación por inmersión de manera proporcional a

su antigüedad, así las tejas más antiguas son más fáciles de saturar y

desecar.

El porcentaje en peso del musgo adherido a las tejas estudiadas no influye

en el grado de impermeabilidad conseguido, sino que es la superficie

colonizada lo que provoca la mayor o menor capacidad impermeabilizante.

No se ha encontrado relación alguna entre la densidad de las tejas

antiguas y su grado de impermeabilidad.

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 108 -

Todas las tejas ensayadas en este trabajo han resistido temperaturas de

congelación de hasta -40ºC, tanto en seco como con las tejas colmatadas

al 100%, sin sufrir deterioro o defecto alguno tras estas pruebas.

8.3 EN CUANTO A LAS PROPIEDADES MECÁNICAS

La capa de organismos que colonizan las tejas antiguas no influye

negativamente en las propiedades mecánicas estudiadas, concretamente

en su resistencia a flexión, habiéndose comprobado que dicha resistencia

no está relacionada con el porcentaje de liquen y musgo acumulado en las

mismas.

La densidad de las tejas no resulta ser un factor influyente en la carga de

rotura soportada por las tejas ensayadas.

La forma de rotura longitudinal es la forma normal en el ensayo de flexión,

tanto en tejas nuevas como antiguas, dándose un bajo porcentaje (16-

17%) de roturas transversales en aquellas tejas con menor capacidad

resistente.

Algunas de las tejas antiguas ensayadas a flexión no han roto físicamente,

sino que tras la rotura mecánica de las mismas, las piezas han conservado

su forma, con tal sólo un agrietamiento perfectamente visible. Esto puede

deberse a que el musgo adherido a ellas actua como fibra que ―arma‖ las

tejas y les impide la rotura frágil.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 109 -

9. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Una vez concluído el alcance de este trabajo, se proponen las siguientes líneas

de investigación futura:

Estudio de las características físico – mecánicas de tejas de diferentes

edades a las estudiadas en este trabajo (más antiguas y más modernas) a

fin de establecer una relación más completa entre la edad y las diferentes

características físico – mecánicas.

Caracterización de los distintos tipos de líquenes que colonizan las tejas de

una determinada zona, estudiando si los distintos organismos que se

depositan en los tejados de diferentes zonas geográficas podrían influir de

manera diferente en las características de las tejas.

Estudio y análisis de los procesos químicos que facilitan la adherencia de

los líquenes en las tejas. Influencia del PH de los organismos y de la base

soporte.

En este trabajo se ha estudiado la cantidad de organismos de las tejas,

midiendo éstos en % en peso respecto del peso de la teja, sin embargo

estaría abierto el campo de la investigación desde el punto de vista de la

superficie de teja que colonizan, sin tener en cuenta el peso de los mismos.

Posible normativa que regule el uso de las tejas viejas, aportando las

características físico–mecánicas que deben cumplir para su aceptación, así

como los métodos de ensayo para obtener criterios de aceptación o

rechazo.

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Análisis de las características físicas y del comportamiento mecánico de las tejas cerámicas curvas antiguas y su evolución en el tiempo

Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 110 -

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Trabajo Fin de Máster Técnicas y Sistemas de Edificación - 2011 - 114 -

11. ANEXOS

NORMATIVA CONSULTADA

EN-539-1: 2.007. ―Tejas de arcilla cocida para colocación discontinua.

Determinación de las características físicas. Parte 1: Ensayo de

Permeabilidad‖.

EN-539-2: 2.007/AC. ―Tejas de arcilla cocida para colocación

discontinua. Determinación de las características físicas. Parte 2:

Ensayo de resistencia a la helada‖.

NF-063: 2.010. (AFNOR) Rev. 12.‖Tuiles de terre cuite‖.

NTE-QTT/1.974. ―Cubiertas de Tejados de Teja. BOE 14/12/1974, nº

299, pág. 25438 – 25444.

UNE 136020: 2.004. ―Tejas cerámicas. Código de práctica para el

diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas‖.

UNE-EN 1024: 1997. ―Tejas cerámicas de arcilla cocida para colocación

discontinua. Determinación de características geométricas‖.

UNE-EN 1304: 2006. ―Tejas y piezas auxiliares de arcilla cocida.

Definiciones y especificaciones de producto‖.