Kitabı oxu: «Labrado y conformado de la pizarra. IEXD0108»

Capítulo 1

La pizarra: tipos, formatos y características

1. Introducción

La pizarra es un producto que se obtiene de la naturaleza. Tras su extracción en cantera se tiene que seleccionar y elaborar para conseguir unos determinados productos comerciales, destinados entre otros usos a la edificación y la obra civil.

Tradicionalmente, el principal uso de la pizarra es la realización de cubiertas y revestimientos. Para tal fin se emplean piezas de pizarra de diferentes formas, desde las menos elaboradas de aspecto muy rústico hasta piezas cortadas con formas geométricas.

No obstante, actualmente, la arquitectura, en su búsqueda de modelos innovadores y nuevas técnicas de construcción, apuesta por nuevos usos para este material, usos que están teniendo una gran acogida en las obras. Sirva como ejemplo la aparición de los revestimientos transventilados, con espesores superiores a las placas de cubierta y dimensiones mucho mayores, o la utilización de modelos rústicos (tradicionales) en obras de nueva planta, como una alternativa a los formatos estándar.También es frecuente seleccionar pizarras con diversas tonalidades o con diversas singularidades para reforzar su capacidad estética.

Para la comercialización y la exportación de pizarra se ha establecido una serie de dimensiones y formas más o menos estandarizadas, estas dimensiones pueden variar según los requerimientos del cliente, dimensiones que se obtienen mediante el corte a medida de los elementos. Por tanto, las piezas se pueden hacer a medida, independientemente de que existan unos formatos más o menos establecidos.

2. Tipos de pizarra

Para catalogar o referenciar los diferentes tipos de pizarra, hay que considerar dos aspectos principales:

1 La naturaleza del material y su procedencia geográfica. La pizarra es un producto natural y, como tal, no es un producto único y homogéneo, sino que existen diversos tipos con diferentes propiedades tanto estéticas como físico-mecánicas. El tipo de pizarra dependerá de la naturaleza propia del material, que es resultado de su proceso de formación. La zona de procedencia, es decir, la zona donde se ubica la cantera o el punto de extracción, está relacionada con la naturaleza de la pizarra, pues cada yacimiento habrá sufrido unos procesos geológicos concretos y, por tanto, las rocas que en él se encuentran serán de una naturaleza similar. De esta forma, se catalogan las pizarras como, por ejemplo, en “pizarra de Rozadais”, “pizarra de Luarca”, etc.Pizarras con diferentes procedencias

2 El formato comercial. Otra forma de clasificación de la pizarra, no tanto en origen como en producto final, es haciendo referencia a sus dimensiones y su forma (en caso de no ser rectangular), independientemente de la zona de procedencia. Nota: la denominación “pizarra 22/32” responde a sus dimensiones en centímetros; al no dar más datos, en este caso son piezas de formato rectangular. En el sector es habitual también ponerlo al revés: 32/22.

Cubierta de pizarra con combinación de diferentes formatos

Por tanto, comercialmente, para la clasificación de la pizarra, se establecen los diferentes tipos de productos en función de su procedencia geográfica y de su presentación comercial. Para estudiar los diferentes tipos de pizarra se considera:

1 La naturaleza del material, que influye en las variedades de pizarra y en sus distintas propiedades y características.

2 La procedencia geográfica, que dará idea del tipo de pizarra.

3 La presentación comercial, para la catalogación de los productos terminados.

2.1. Origen y formación de las rocas

La geología es la ciencia que estudia la tierra y su formación; por tanto, los geólogos se encargan de estudiar los diferentes procesos formativos que dan lugar a los diferentes tipos de rocas. De esta forma, desde un punto de vista geológico, las rocas se clasifican por su origen en tres grandes grupos: ígneas, metamórficas y sedimentarias.

Las rocas, por definición, están compuestas por uno o varios minerales. Aunque en su inmensa mayoría son el resultado de la mezcla, de diferentes variedades minerales. Los minerales presentes en una roca se suelen diferenciar en dos tipos:

1 Minerales esenciales en su formación: son los que la caracterizan y, por tanto, están siempre presentes en las diferentes variedades de esa roca.

2 Minerales accesorios: son aquellos que pueden aparecer en menores proporciones en determinadas variedades de un tipo de roca, mientras que en otras no están presentes. Estos minerales accesorios suelen estar en proporciones bajas.

Recuerde

El proceso de transformación de las rocas es continuo; por lo cual, en estos mismos momentos, este ciclo continua creando, transformando y destruyendo rocas en nuestro planeta.

Rocas ígneas

La palabra ígnea proviene del latín y significa “fuego”. Estas rocas se generan por consolidación de magmas calientes del interior de la tierra.

Dependiendo de la rapidez del enfriamiento y el lugar donde se produzca, las rocas ígneas se pueden clasificar en:

1 Volcánicas o extrusivas.

2 Plutónicas o intrusivas.

3 Filonianas o hipabisales.

A este grupo pertenecen los granitos, entre otras rocas.

Rocas sedimentarias

Se forman en la superficie de la tierra por deposición o sedimentación de materiales disgregados procedentes de la alteración de otras rocas (ígneas, metamórficas o sedimentarias) que, poco a poco, se van consolidando por procesos físico-químicos. Se suelen constituir en depósitos estratificados, con capas superpuestas.

Ejemplos de rocas sedimentarias son las areniscas, las calizas, las dolomías, etc.

Frente cantera de caliza

Actividades

1. Buscar cuatro rocas sedimentarias que se exploten de manera comercial. Se pueden localizar en Internet, en una enciclopedia, etc. Apuntar en un papel sus características principales.

Rocas metamórficas

Se originan por transformación de otras rocas en estado sólido, sin llegar a fundir, como consecuencia de una elevación de la temperatura y/o la presión. Las presiones que se producen en la naturaleza, bajo la corteza terrestre, son mucho más elevadas que las que puede conseguir el hombre, incluso con sofisticados aparatos de laboratorio.

Dependiendo de las presiones y las temperaturas del proceso, las transformaciones serán más o menos profundas. Por ejemplo los gneises son productos de un proceso metamórfico de mayor grado de intensidad que las pizarras.

Los efectos del metamorfismo producen, por tanto, una serie de cambios en la roca original:

1 Cambio de estructura.

2 Recristalización de los minerales.

3 Disposición de los minerales de estructura hojosa con los ejes perpendiculares a la dirección de la fuerza.

4 Esquistosidad.

Las principales rocas metamórficas empleadas en la industria de la piedra natural son los mármoles, las cuarcitas, los gneises y las pizarras.

2.2. La naturaleza de la pizarra

Las propiedades y las características de las pizarras derivan de su proceso formativo; por tanto, para entender la naturaleza de la pizarra, se debe conocer cómo se origina.

Las pizarras son rocas de origen metamórfico. Proceden de rocas sedimentarias, fundamentalmente arcillosas, que posteriormente fueron afectadas por un metamorfismo de grado bajo-medio (temperaturas y presiones moderadas) que las transformó, dando como resultado la roca de grano muy fino e intensa orientación planar que se conoce como pizarra.

A diferencia de la industria, en la que se diseña un producto y después se realiza conforme a diseño, en la pizarra el producto está fabricado y, por tanto, ya tiene sus propias características. En este caso, por tanto, es la naturaleza la que produce y transforma las rocas a través de cientos de miles de años.

Pieza de pizarra

La pizarra es un producto natural, existiendo en la naturaleza multitud de pizarras con diferentes tonalidades, durezas y características. Poco se puede hacer para modificar sus características básicas, limitando la actividad productiva a la extracción, la selección y la obtención de unas determinadas dimensiones. Las propiedades de las pizarras son las que son, y no se le aplican tratamientos químicos para mejorarlas.

Las variaciones de las propiedades en los diferentes tipos de pizarras son fundamentalmente consecuencia del material originario (composición) y de los procesos (grado de metamorfismo) al que han sido sometidas; de esta forma, se establecen las diferentes variedades. En función de las propiedades de cada pizarra esta será más o menos adecuada a los diferentes usos o aplicaciones.

Puente realizado con pizarra

Saber cómo se han formado es imprescindible para comprender su comportamiento, y conocer su comportamiento es fundamental para poder trabajarla de manera eficiente.

Para la correcta elaboración de la pizarra se necesita saber cómo cortarla, secarla, labrarla, etc. Para ello, es necesario conocer por qué se realizan estos trabajos y la mejor forma de realizarlos adaptándose a la naturaleza de cada variedad. No es suficiente conocer los productos que finalmente el mercado ofrece.

La propiedad principal de la pizarra es que posee unos planos de foliación muy desarrollados debido a la orientación planar de sus minerales principales; es la esquistosidad consecuente del proceso metamórfico. Conocer esta orientación preferente permite que, mediante procesos manuales de hienda o exfoliación a favor de estos planos, se puedan obtener placas de espesores milimétricos y de caras muy lisas. Según el tipo de pizarra, estos planos estarán marcados en mayor o menor medida afectando a la facilidad de labra y a los espesores que se pueden obtener.

Diversos tipos de pizarra empleados en la construcción

La anisotropía o variación de las propiedades mecánicas de la pizarra en las diferentes direcciones tiene una enorme trascendencia, no solo a la hora de obtener las piezas por lajado, sino también cuando las piezas van a tener usos constructivos. Por ejemplo, si se emplea un bloque de pizarra para realizar el dintel de una ventana, hay que considerar que la resistencia es muy diferente si se ponen las capas en sentido paralelo al suelo o vertical.

La composición de la pizarra también afecta a su posible uso final.

Uso de pizarras alteradas en pavimentación

Nota

La variación de tonos es frecuentemente requerida por los diseñadores. La homogeneidad de color, en muchos casos, es una característica de calidad, pero puede que el cliente busque lo contrario. Todo depende de lo que el proyecto requiera.

Actividades

2. Buscar en el diccionario o en Internet las palabras “foliación” y “exfoliar”.

Aplicación práctica

En un taller se están dedicando a la obtención de piezas de pizarra para revestimiento de fachadas. Las piezas que hacen tienen las siguientes dimensiones: 30 × 60 × 3 (valores en cm).

Están trabajando en un importante proyecto de edificación y el arquitecto quiere resolver una zona de su edificio con piezas de 30 × 60 × 4 (la pizarra con la que trabaja permite también abrir en 4 cm).

Indicar si, de entrada, esta propuesta puede ser viable con el material con el que están trabajando. ¿Qué hay que hacer? Razonar la respuesta.

SOLUCIÓN

Aparentemente, la propuesta que realiza el arquitecto es viable.

Solicita que se abra la pizarra en un espesor mayor y esto no tiene por qué plantear un problema para la empresa. Lo que sí hay que tener en cuenta es que la modifcación, de pasar de 3 a 4 cm, afecta al canto y, por tanto, a los planos de exfoliación. No afectará a la superficie vista de las piezas (que es la que se obtiene por corte y no por exfoliado). Se puede seguir trabajando con el mismo material, pero modificando el espesor a la hora de abrirlo.

Si en vez de modificar el espesor, se hubiese propuesto un formato de, por ejemplo 30 × 45 × 3, la modificación afecta a una dimensión que no se obtiene por exfoliado sino por corte, por lo que habría que cambiarlo.

Composición

Las pizarras están compuestas principalmente por filosilicatos y cuarzo, pudiendo tener otros minerales como accesorios.

Los minerales esenciales de la pizarra son:

1 Filosilicato: es un conjunto (subclase) de minerales dentro de los silicatos. Su característica principal es que sus cristales son alargados y se orientan según direcciones preferentes, por lo que presentan un hábito hojoso o escamoso que le confiere una exfoliación muy buena. Por lo general, son blandos y de peso específico bajo. Los principales minerales filosilicatos que forman las pizarras son: clorita, illita, sericita, moscovita, phengita, etc.

2 Cuarzo: es un mineral muy común en la naturaleza, siendo constituyente de muchas de las rocas, entre ellas las pizarras, aunque no en todas las variedades se considera esencial. Nota: el cuarzo es un óxido de silíceo (SiO2) de dureza 7 según la escala de Mohs.

3 Minerales accesorios. Otros minerales que pueden estar presentes en una pizarra son:Otros filosilicatos.Sulfuros de hierro (pirita).Ilmenita.Feldespato.Calcita.

La composición de la pizarra, además de tener influencia en la resistencia, afecta a su apariencia y coloración. Aunque la mayoría de las pizarras son oscuras, negras o casi negras, también las hay de colores más claros. Entre las variedades más demandadas en la actualidad se encuentran las pizarras verdes.

Planchas de pizarra verde

Actividades

3. Buscar los minerales que pueden formar una pizarra y realizar una pequeña ficha de cada uno de ellos.

4. Buscar ejemplos de usos de pizarra. Realizar la consulta en Internet o fijarse en el entorno; hoy día se han puesto de moda y se utilizan en fachadas, suelos, decoración, etc.

Formación de la pizarra

Las pizarras se originan a partir de sedimentos de rocas arcillosas que, con el paso del tiempo y bajo determinadas circunstancias, producen una serie de alteraciones de tipo mecánico y químico que transforman, poco a poco, el sedimento en una roca.

Las características finales de la roca van a depender de todo el proceso, por tanto si los sedimentos arcillosos son sometidos a las condiciones adecuadas, el producto obtenido será una pizarra.

Entorno con pizarra

Hay que tener en cuenta que los yacimientos de pizarra son relativamente escasos, y que sirvan para techar son mucho más escasos todavía. El proceso de formación de la pizarra es el que se describe a continuación:

Fase 1: sedimentación y compactación

Se va generando un sedimento que se deposita en el lecho de una cuenca de sedimentación. Sobre este se continúan depositando nuevas capas de material cuyo elevado peso ejerce sobre los estratos inferiores una considerable presión vertical. Es como si una gran prensa actuara sobre las partículas minerales. El resultado es una reducción del espacio poroso con la consecuente expulsión, poco a poco, de parte de su alto contenido en agua. En esta fase del proceso también se produce la descomposición de la materia orgánica que pudiese contener el sedimento.

Con el aumento de la presión y de la temperatura resultante del enterramiento, los minerales de arcilla se redistribuyen espacialmente. De esta manera, los minerales arcillosos adquieren una mayor densidad cohesionándose al disminuir los poros, reduciéndose de forma notable el espesor del estrato.

A mayor porosidad, menor densidad; y por el contrario, a menor porosidad, mayor densidad. O lo que es lo mismo, el material es más compacto.

El resultado de este primer proceso de transformación de los sedimentos en rocas sedimentarias son las lutitas, que son rocas detríticas con tamaños de granos inferiores a los 0,06 mm. En ellas, las partículas están unidas, pero no fuertemente cementadas, por lo que no son aptas para la construcción.

Fase 2: cementación

Continuando con el proceso, a veces sucede que, con el aumento de la presión y la temperatura, entre los granos de la roca pueden depositarse una serie de sustancias con un gran poder adherente que unen con más fuerza los granos a la vez que reducen la porosidad al rellenar los poros. Suelen ser aportaciones de sílice. Este fenómeno se conoce como cementación.

Fase 3: metamorfismo

A estas alturas del proceso, la estructura del material no ha sido todavía alterada de forma profunda, pero a medida que aumentan las condiciones de presión y temperatura se van produciendo una serie de cambios en la roca, cambiando las estructuras e incluso los minerales.

Trozos de pizarra de color homogéneo

Con unas determinadas presiones y temperaturas, los minerales arcillosos sufren una recristalización. Su nueva forma se caracteriza por presentar una forma escamosa, con una alineación definida. Esta nueva disposición es muy interesante, pues si la composición química es la adecuada, se puede estar en presencia de una pizarra.

El metamorfismo implicado en la formación de la pizarra es de bajo grado con unas temperaturas en torno a los 400 ºC y unas presiones de 300 MPa.

En algunos casos, aunque no se cumplen las condiciones óptimas para la formación de las pizarras, bien porque la cementación sea incompleta o el proceso de metamorfismo insuficiente, se obtienen un tipo de pizarra semimetamórfica que puede ser empleada en usos ornamentales, pero que no cumple los requerimientos necesarios para su aplicación en cubiertas de tejados u otros elementos constructivos.

Mesa de pizarra que presenta una gran resistencia

Recuerde

Para que aparezcan los distintos tipos de pizarra, el grado de metamorfismo es muy importante.

Los componentes minerales y su proporción son la materia prima y, por tanto, son fundamentales también para que aparezcan los distintos tipos de pizarra.

Todos estos procesos se producen a lo largo de millones de años.

Aplicación práctica

Un cliente solicita información de una determinada pizarra. Avanza por teléfono que se trata de un material completamente novedoso y muy bonito, pues no presenta el aspecto compacto de las pizarras que suelen utilizarse para realizar cubiertas y, además, cuando se le pasa la mano, tiende a dejar una ligera capa de polvo fino en los dedos, lo que lo hace muy agradable al tacto.

Su pretensión es colocarla en un suelo, pues el color y la textura que tiene son realmente atractivos.

En base a lo anteriormente expuesto, aconseje a este cliente.

SOLUCIÓN

Hay que advertirle que ese material puede darle problemas.

Probablemente, los componentes minerales sean los adecuados, pero presenta un grado de metamorfismo muy bajo. Si lo que pretende es utilizarla como suelo, tiene que tener en cuenta que, con esas características, se le va a desgastar pronto, con lo cual se va reduciendo poco a poco el espesor de la pieza.

El consejo es que escoja, dentro de la pizarra, otra posibilidad que tenga más compactibilidad y que esté más consolidada.

2.3. Tipos de pizarra según el yacimiento

Los procesos geológicos implicados en la formación de las pizarras, aunque de forma general suceden como se ha expuesto en el punto anterior, varían de una zona a otra. De esta forma, las pizarras de una determinada zona tendrán unas características propias que las diferencian en mayor o menor medida de las de otra procedencia en función, principalmente, de la composición de los sedimentos de los cuales proceden y de los procesos que los transformaron posteriormente.

Los yacimientos de pizarra que se encuentran en explotación a nivel mundial se concentran en unos pocos países, de entre los cuales destaca España por su alta producción de pizarras para cubiertas. Dentro de España, aunque existen numerosos afloramientos, las zonas donde se explotan se concentran en la parte este de Galicia, Zamora, sistema Central y Extremadura.

Esta distribución concentrada se debe a la existencia de las siguientes formaciones geológicas:

1 Pliegue sinclinal de Truchas, que se extiende desde Orense hasta León, Valdeorras y Cabrera.

2 Pliegue sinclinal del Caurel, que se extiende desde Lugo hasta León.

3 Pizarras de Candana, explotadas en la zona de Terra Chá, en Lugo.

4 Monte Rande, en La Coruña.

5 Navia-Alto Sil, que incluye explotaciones aisladas en la zona de Anllares (León), las Lamas en Fonsagrada (Lugo) y Los Oscos (Asturias).

Zona productora de pizarra

Debido a la escasez de yacimientos, es habitual clasificar comercialmente los diferentes tipos de pizarra a partir de su procedencia, ya que las pizarras procedentes de una determinada zona presentarán unas características similares.

Sabía que...

Los yacimientos de pizarra españoles se concentran básicamente en dos formaciones:

Las pizarras de Luarca y formaciones equivalentes que se formaron en los inicios del Ordovicico superior (hace entre 477 millones de años y 464 millones de años).

Grupo de formaciones pizarrosas formadas entre el Ordovicico superior y el Silúrico inferior (hace entre 443 millones de años y 439 millones de años), como son las de Casayo, Rozadais, etc.

Actividades

5. Buscar el significado de la palabra “yacimiento”. Escribir en un papel la parte que tenga relación con un yacimiento minero.

Valdeorras

Esta zona perteneciente a la provincia de Ourense es, quizá, la más conocida a nivel nacional e internacional. Agrupa la mayor concentración de explotaciones y empresas, además de tener la sede de la Asociación Gallega de Pizarristas y albergar el Centro Tecnológico de la Pizarra de Galicia.

Las reservas en esta zona son muy abundantes. Pueden apreciarse diferencias entre los distintos yacimientos e incluso dentro de uno mismo, debidas a pequeñas variaciones de composición, esquistosidad o estratificación.

Las variedades a destacar son:

1 Casayo. De la formación de pizarras de Luarca, son negras con superficie lisa y homogénea. Están compuestas principalmente por clorita y sericita, presentando como minerales accesorios cuarzo e inclusiones de pequeño tamaño de sulfuros de hierro.

2 Castañeiro. De la formación de Luarca, negras con superficie lisa y homogénea. Están compuestas por clorita y sericita principalmente, presentando como minerales accesorios cloritoide, cuarzo e inclusiones redondeadas de pequeño tamaño de minerales metálicos (<3mm).Pizarra de Castañeiro

3 Mormeau. Grises, con superficie lisa y homogénea. Están compuestas principalmente por clorita, sericita y cuarzo, presentando como accesorios turmalinas, circón y sulfuros metálicos de tamaño inferior a los 2 mm.

4 Rozadais. Negras, con superficie lisa con lineaciones. Están compuestas principalmente por clorita, sericita y cuarzo, presentando como accesorios turmalinas y sulfuros metálicos de forma cúbica (<3 mm).

5 Los Molinos. Muy similares a las de Mormeau.

6 Domiz. Grises, con superficie lisa y homogénea. Están compuestas principalmente por clorita, sericita, cuarzo y moscovita, presentado como accesorios circón, turmalina, plagioclasa e inclusiones de sulfuros metálicos no detectables a simple vista.

7 Penedo. Grises, con superficie ligeramente rugosa. Están compuestas principalmente por clorita, sericita y cuarzo, presentado como accesorios turmalina, rutilo y carbonatos e inclusiones de minerales metálicos dispersos de tamaño inferior a los 2 mm.

Pizarra de Penedo rayada