CONTEXTO HISTÓRICO

Los primeros registros del uso de hormigones ligeros que son de hacen 2000 años, los áridos ligeros naturales fueron utilizados de forma muy común. Una serie de estructuras importantes han sido confeccionadas con hormigón ligero (HL) en la región del Mediterráneo, pero las tres que más destacan, construidas durante el Imperio Romano, son el Puerto de Cosa (273 a.C.), la Cúpula del Panteón de Roma (27 a.C.) y el Coliseo (entre 75 y 80 d.C.) [7].

En la construcción del Puerto de Cosa, el hormigón ligero estructural (HLE) se confeccionó con materiales volcánicos naturales. Los constructores de su época observaron que los áridos expandidos presentaban mejores prestaciones en estructuras portuarias que los áridos de las playas cercanas. Los áridos volcánicos eran extraídos de una cantera situada a 40 km al noroeste del puerto y transportados a pie de obra para la construcción de cuatro muelles que se adentraban al mar. Durante dos milenios los muelles han resistido a las fuerzas de la naturaleza sufriendo solamente abrasiones superficiales y, por la sedimentación del puerto, dejaron de ser útiles [12] .

La Cúpula del Panteón Romano (Figura 1 izquierda), construida con piedra pómez y con 43,3 metros de diámetro, presentó una serie de innovaciones en busca de mejoras estructurales. Tanto el espesor de la cúpula como las densidades del hormigón utilizadas para su construcción son variables (mayores en la base y menores en la zona más alta) y para reducir todavía más las cargas-muertas se construyeron nichos utilizando sistemas de encofrado de madera. La estructura sigue siendo utilizada en la actualidad para ceremonias religiosas [12] .

En el Coliseo (Figura 1 derecha), un anfiteatro construido para acomodar 50 mil espectadores sentados, se utilizaron áridos de machaqueo de lava volcánica en la cimentación. En el hormigón utilizado en los muros y particiones, se añadieron áridos de machaqueo de ladrillos de arcilla porosa y, para la construcción de las bóvedas que cubren los espacios entre los muros, se utilizó la toba calcárea. [7].

Figura 1 - A la izquierda, la cúpula del Panteón y a la derecha el Coliseo de Roma. Fuente: elaboración propia.

La aplicación del hormigón ligero por los romanos también se observa en el símbolo máximo del Imperio Romano en el Oriente, la Catedral de Santa Sofía. Construida en Imperio Bizantino por el Imperador Justiniano, en el periodo comprendido entre 532 y 537 d.C., la catedral fue proyectada por el arquitecto Isidoro de Mileto y por el matemático Antémio de Tralas [13]. Después de la caída del Imperio Romano, el uso de hormigones ligeros ha sido limitado hasta el nacimiento, en el siglo XX, de un nuevo tipo de áridos ligeros artificiales [7].

Stephen J. Hayde, un ingeniero y fabricante de cerámica inventó el proceso de fabricación de áridos ligeros en hornos rotativos. Hayde observó que, cuando la arcilla se calentaba rápidamente, la cerámica sufría una rápida expansión, se deformaba más y resultaba en un material de menor densidad. El fabricante reconoció que estos materiales que, inicialmente, eran desechados, podrían ser el material ideal para la confección de un tipo especial de hormigón. Si su tamaño fuera lo suficientemente reducido para su incorporación como árido grueso en la dosificación de hormigones ligeros, produciría un hormigón con propiedades mecánicas similares a las de propiedades de hormigones convencionales. Después de casi una década de experimentos, en 1918 Hayde patentó el procedimiento para la producción de estos áridos utilizando hornos rotativos para el calentamiento de arcillas, pizarras y esquistos [14].

La primera producción comercial de árido ligero de escoria expandida comenzó en 1928 [7]. Inicialmente, la aplicación de hormigones ligeros en estructuras se limitó a Estados Unidos y Canadá, hasta que expiró la patente de Hayde en 1946. En esta época se inició la producción de áridos ligeros en Europa, cuando Dinamarca pone en marcha la primera fábrica de áridos ligeros de arcilla expandida, que pasan a ser conocidos como LECA, la siga en inglés para Lightweight Expanded Clay Aggregates [4]. Los primeros áridos ligeros para uso en hormigones estructurales empezaron a ser producidos en 1948 [7].

A principios de 1950, el hormigón de áridos ligeros (HAL), surge como una alternativa interesante en aplicaciones estructurales para cerramientos de edificios, tableros de puentes y elementos de hormigón prefabricado. Este material fue utilizado en la reconstrucción del Puente de Tacoma Narrows, siendo aplicado en el nuevo tablero, permitiendo que utilización de las pilas originales e incorporando carriles adicionales en la estructura [7].

En la década de 1950 otros edificios fueron construidos utilizando hormigón ligero, como la Australia Square Tower (Australia) en 1967, el Park Regis (Australia) en 1968, el Standart Bank (Sudáfrica) en 1970 y el BMW Building (Alemania) en 1972. Además, en los años 1950 se inició la aplicación de hormigones ligeros para la construcción de estructura prefabricadas, una de las aplicaciones con más ventajas de este tipo de hormigón [15].

En Sudamérica, los estudios y la utilización de los hormigones ligeros comenzaron alrededor de 1970, en Brasil, con la implantación de un unidad de producción de áridos ligeros de arcilla expandida por el Grupo Rabello, actual CINEXPAN S.A, para la producción de elementos estructurales de hormigón prefabricado ligero [15]. Cabe destacar la importancia del material en la construcción de Brasilia entre los años de 1968 y 1972. El hormigón con áridos ligeros se utilizó en diversos edificios de la nueva capital, incluyendo 120 edificios de apartamentos, partes da Catedral de Brasilia, del Instituto de Ciencias de la Universidad de Brasilia y del Palacio Itamaraty [4]. Tradicionalmente, en la construcción española existe un amplio uso del hormigón y de los productos relacionados a él, tales como bloques y baldosas. El uso del material ha dado significativa importancia al HAL en la construcción de obras civiles en España. Los forjados de La Torre Picasso (1988), uno de los edificios más altos de Madrid, se ejecutaron con HAL. Las estructuras del Museo Guggenheim (1997) en Bilbao también contemplan el uso de Hormigones Ligeros. El volumen de hormigón ligero utilizado anualmente en España es de 8 a 10 mil m³, siendo el 80% bombeado [16].