El cuarto elemento: el aire

En entradas anteriores hemos visto qué importancia han tenido para la Historia de la construcción civil tres de los cuatro elementos considerados por los antiguos como conformadores de todo lo existente: el fuego, el agua y la tierra.

Le toca el turno al cuarto elemento: el aire.

AIRE
(Foto del autor del blog. Jorge Moya Olcina)

Se suele denominar al aire como a esa mezcla homogénea de gases que conforma la atmósfera terrestre, compuesta mayoritariamente por nitrógeno (78%), oxígeno (21%), y, en mucha menor proporción, argón, dióxido de carbono y otros gases (el 1% restante). El aire, al igual que el agua, es fundamental para la existencia de la vida en nuestro planeta A (because there is not a planet B).

Pero, ¿qué tiene que ver este compuesto gaseoso, aparentemente invisible y transparente a simple vista, con la ingeniería civil?

Para empezar, diremos, por ejemplo, que sin aire no hay fuego. Si no hay fuego, como ya hemos visto en un post anterior (Uno de los primeros recursos: el fuego), no existiría el ladrillo, ni la cal, ni el acero. Por otra parte, sin oxígeno (ese 21% de gas que conforma el aire) no hay agua. Si no hay agua, no se obtendrían los morteros, ni hubiera existido nunca el opus caementicium de los romanos, ni nuestro hormigón hecho con gravas, cemento Portland y este preciado y vital elemento inodoro, incoloro e insípido (Una combinación simple y perfecta: el agua).

Y solamente el aire, de manera aislada, lo que a bote pronto no podemos agarrar ni ver, ¿es importante tenerlo en cuenta para las construcciones civiles?

Pues sí.

Por ejemplo, en temas de Geotécnia.

¿Y, qué es la geotécnia? La geotécnia es, según la RAE, la "aplicación de los principios de ingeniería a la ejecución de obras públicas en función de las características de los materiales de la corteza terrestre"; es decir, que, entre otras cosas, los ingenieros geotécnicos estudian las propiedades y el comportamiento de los suelos y rocas para poder atajar de la mejor manera posible los cálculos de cimentaciones de estructuras y la construcción de túneles y carreteras, por ejemplo.

En geotécnia hay una parte que se denomina Clasificación de Suelos. En dicha Clasificación se nombran cuatro clases generales de suelos, que son: las GRAVAS, las ARENAS, los LIMOS, y las ARCILLAS. Y de cada una de estas clases generales de terreno se pueden obtener variaciones de las mismas según sus propiedades físicas y la presencia mayoritaria de una u otra (gravas de grano grueso o de grano fino, arena densa, arena suelta, arcilla blanda, arcilla compacta, grava arcillosa, arena limosa, limos o arcillas orgánicos, zahorras, etc...).

A su vez, las propiedades físicas de los terrenos dependen de términos tales como peso específico, porosidad e índices de poros, entre otros.

La porosidad se define como la relación entre el volumen de HUECOS (o sea AIRE) y el volumen total de la muestra de suelo (n=Vh/Vt); y el índice de huecos es la razón entre el el mismo volumen de HUECOS rellenos de AIRE y el volumen únicamente de la parte sólida de la muestra (e=Vh/Vs).

Independientemente del estudio detallado de estos conceptos para fines ingenieriles, un neófito en la materia puede llegar a comprender la diferencia de comportamiento que hay entre un suelo que tenga todos sus huecos vacíos y ese mismo suelo con los huecos llenos de agua (suelo saturado). Así que no me digáis que el volumen de aire dentro de un terreno, susceptible de ser ocupado o no por otra materia, no es importante...

Hay otro concepto, que suele aparecer muchas veces en construcción de carreteras, en lo referido al movimiento de tierras, y que es el llamado esponjamiento. Prácticamente, todos los terrenos al ser excavados sufren un cierto aumento de volumen (no es lo mismo el volumen 'en banco', antes de excavar, que el volumen de tierra cuando se carga en camiones. Este último está como 'más suelto' y ocupa más volumen). Este incremento expresado en porcentaje es lo que se llama esponjamiento. Estos cambios son importantes en los procesos constructivos y en los costes de las obras. Este factor, el esponjamiento, depende, entre otros elementos, de la humedad y de los huecos de AIRE.

Y si hablamos de sótanos y forjados ya ni os cuento. En este tipo de construcción muchas veces se suele emplear para obtener ciertas ventajas estructurales un tipo de hormigón denominado hormigón aligerado, cuya parte pétrea (las gravas) son partículas de baja densidad y muy porosas.... Y, en otras muchas ocasiones, se realizan forjados donde lo aligerado es el propio piso mediante los llamados 'casetones', de tal modo que, cuando se desencofra el forjado y se entra a una de estas plantas, al mirar hacia arriba se pueden observar esos huecos característicos que forman como una especie de huevera o gran cubitera de hielo.

Así que ya veis, como hemos apuntado brevemente con unos pocos ejemplos, ese cuarto elemento, que según Aristóteles componía, junto al fuego, la tierra y el agua, todo lo existente en el Universo, es una de las características a tener muy en cuenta en esto de la ingeniería civil.

A través del ÉTER
(Foto del autor del blog. Jorge Moya Olcina)

Hasta otra.