Áridos, estabilizados y bases granulares: qué cambia según el uso

Introducción: los áridos como base material de la construcción

Los áridos son materiales granulares inertes formados principalmente por fragmentos pétreos o minerales. En obra civil, vial e industrial actúan como base de apoyo para hormigones, bases granulares, morteros y rellenos. Su selección, forma, tamaño y procedencia influyen directamente en la resistencia y en la estabilidad del sistema constructivo.

Su uso es amplio: caminos, plataformas, obras civiles, prefabricados, hormigón estructural y morteros. Por eso conviene entender primero para qué sirve cada fracción y qué exigencias reales debe cumplir el material que llega a la faena.

Lo importante es distinguir granulometría, resistencia, finos y uso final antes de especificar o comprar un árido para el proyecto.

¿Qué son los áridos y qué determina su comportamiento en obra?

El origen del árido debe separarse del proceso que recibe en planta. Un material de roca natural que se chanca, lava o clasifica sigue siendo un árido natural procesado; no pasa a ser artificial solo por haber sido triturado. Esa diferencia importa porque afecta la forma, la textura, la trazabilidad y el comportamiento bajo carga.

Para hablar con precisión, conviene distinguir cuatro familias:

• Árido natural: Proviene de depósitos naturales o de roca de cantera, con selección y control según el uso previsto.
• Árido natural procesado o chancado: Es material natural sometido a trituración, lavado, clasificación o combinación granulométrica.
• Árido reciclado: Se obtiene desde residuos de construcción y demolición procesados, con trazabilidad y caracterización específica.
• Árido artificial: Corresponde a materiales de origen mineral obtenidos desde procesos industriales, cuando la especificación permite su uso.

En todos los casos, la procedencia debe ir acompañada de ensayos y controles del material que realmente se despacha a obra.

Las propiedades que más pesan a la hora de especificar son:

• Granulometría: Distribución porcentual por peso de los tamaños de partículas.
• Forma y textura superficial: Afecta la trabajabilidad y la resistencia de la mezcla.
• Dureza y resistencia a la abrasión: Se controla con ensayos normalizados según el uso.
• Densidad y peso específico: Determinantes para el cálculo de dosificaciones.
• Porosidad y capacidad de absorción de agua: Influyen en el comportamiento de la mezcla.
• Contenido de finos (<0,08 mm): Afecta la cohesión y la demanda de agua.

Clasificación técnica y comercial según granulometría

La granulometría constituye el criterio principal para clasificar los áridos, pero el nombre comercial no basta para cerrar una especificación. En hormigones y morteros, NCh163:2024 establece requisitos para áridos naturales, procesados, reciclados, artificiales y sus mezclas. En la práctica técnica se revisa la curva granulométrica, los límites físicos y químicos, y la combinación que entra al hormigón o mortero.

Como referencia habitual, el límite entre árido fino y grueso se trabaja cerca de 4,75 mm. En cotizaciones comerciales muchas obras redondean esa frontera a 5 mm, por lo que siempre conviene pedir rango nominal, curva granulométrica y uso final del material.

1. Áridos Gruesos (> 4,75 mm aprox.)

Los áridos gruesos incluyen principalmente:

• Gravilla (5-20 mm, denominación comercial habitual): Se usa en hormigón armado de sección esbelta, prefabricados y capas intermedias cuando el tamaño máximo permite buena colocación.
• Grava estándar (20-40 mm): Se utiliza en hormigón masivo, subbases viales y rellenos estructurales cuando la separación de armaduras o la capa lo permite.
• Pedregullo o grava gruesa (40-63/80 mm): Su aplicación se concentra en rellenos drenantes, filtros, enrocados menores y hormigones ciclópeos para fundaciones masivas.

La elección entre árido rodado y árido chancado depende principalmente del uso final:

• Árido rodado: Presenta formas redondeadas que mejoran la trabajabilidad. Se usa cuando prima la facilidad de colocación.
• Árido chancado: Tiene formas angulares y rugosas que mejoran la trabazón mecánica. Se prefiere en pavimentos, hormigones de mayor exigencia y bases granulares.

2. Áridos Finos (< 4,75 mm aprox.)

Los áridos finos —principalmente arenas— son críticos para otorgar cohesión y trabajabilidad a las mezclas de hormigón o morteros:

• Arena fina (0,16-1,0 mm, rango comercial): Se aplica en morteros, estucos, enlucidos y lechadas de inyección donde se requiere alta finura.
• Arena gruesa (1,0-4,75/5,0 mm, rango comercial): Es relevante en hormigón estructural, lechos filtrantes y prefabricados ligeros. Su distribución granulométrica influye en la demanda de agua y cemento.

Tabla: Rangos comerciales orientativos de áridos

* La tabla es una guía comercial. Para hormigones, morteros, bases, subbases o capas asfálticas, la aceptación depende de la curva granulométrica, los ensayos y la especificación técnica aplicable.

3. Áridos Combinados o Mezclas Granulométricas

En bases y estabilizados, la mezcla debe responder al uso, al tránsito y a la exigencia técnica del proyecto:

• Base granular: Mezcla de áridos gruesos y finos con banda granulométrica, CBR, finos, plasticidad y material chancado definidos por la especificación del proyecto o por el Manual de Carreteras cuando corresponde.
• Subbase granular: Mezcla controlada empleada debajo de la base para distribuir cargas hacia el terreno natural. Sus exigencias suelen ser distintas a las de una base y dependen de la categoría de camino y capa superior.
• Material granular tratado con cemento: No debe confundirse con una base granular común. Se especifica por diseño, dosificación, resistencia a compresión y controles de obra; el Manual de Carreteras distingue, entre otros, materiales tipo GTC y BTC.
• Estabilizados con emulsión asfáltica: Mezclas árido-emulsión para caminos rurales, donde suelos locales se combinan con grava y emulsión para obtener un material más estable y apto para el tránsito definido por el proyecto.

Propiedades que conviene verificar antes de especificar

1. Resistencia Mecánica y Dureza

La dureza y resistencia de un árido determinan directamente la durabilidad de la estructura. Las rocas más utilizadas en Chile son basaltos, granitos, andesitas, y en menor grado calizas. Estas poseen buena resistencia al desgaste y al impacto, medidas según el ensayo Los Ángeles (NCh1369).

Los requisitos específicos no son universales; cambian según la aplicación, la capa y la especificación del mandante:

• Pavimentos y superficies de alto desgaste: Pueden exigir pérdidas máximas más bajas en ensayo Los Ángeles.
• Hormigón estructural general: Debe revisarse contra los límites físicos y químicos aplicables al tipo de árido y uso del hormigón.
• Bases granulares de caminos principales: Deben cumplir la banda, CBR, finos, plasticidad, material chancado y desgaste exigidos por proyecto.

2. Forma y Textura Superficial

La forma de las partículas afecta directamente la trabajabilidad y resistencia del hormigón:

• Áridos chancados (angulares): Poseen mejor adherencia y trabazón mecánica, aumentando la resistencia a flexión y corte del hormigón. La experiencia chilena indica que para hormigones H40 o superior, se privilegia el uso de gravillas chancadas.
• Áridos rodados (redondeados): Mejoran la trabajabilidad y reducen la demanda de agua para igual consistencia. Ideales para hormigones donde prima la colocación eficiente.

El índice de lajas y agujas suele limitarse por especificación para mejorar compactación, trabajabilidad y resistencia; el límite aplicable depende del uso y del tipo de mezcla.

3. Absorción de Agua y Porosidad

Como orientación para hormigones y morteros, NCh163:2024 considera límites de absorción para áridos naturales y procesados cercanos a 2% en árido grueso y 3% en árido fino. Esos valores deben revisarse contra la norma vigente, el tipo de árido y la especificación del proyecto, porque la absorción impacta en:

• Menor susceptibilidad a daños por ciclos hielo-deshielo.
• Mejor control de la relación agua/cemento efectiva.
• Menor variabilidad en propiedades del hormigón fresco.

Para obras hidráulicas y estructuras expuestas a ambientes agresivos, la especificación puede exigir límites más estrictos o ensayos complementarios de durabilidad.

Usos Específicos y Recomendaciones Técnicas

Cada tipo de árido tiene aplicaciones particulares según el requerimiento técnico y la condición de obra:

Áridos para Hormigón Estructural

En hormigones estructurales, se combinan arena gruesa + gravilla (5-20 mm) para lograr un esqueleto granular denso. Algunas recomendaciones específicas incluyen:

• El tamaño máximo del árido no debe exceder 1/5 de la dimensión más pequeña del elemento a hormigonar.
• Para elementos densamente armados, el tamaño máximo no debe superar 3/4 del espaciamiento libre entre barras.
• En losas, el tamaño máximo recomendado es 1/3 del espesor.
• Para hormigones bombeables, limitar tamaño máximo a 1/3 del diámetro de la tubería.

Bases y Sub-bases Viales

En rutas MOP, las bases y subbases no se definen solo por un rango como 5-40 mm o 5-50 mm. La especificación debe revisar banda granulométrica, CBR, porcentaje de material chancado, plasticidad, finos, desgaste y condición de la capa superior.

• En bases granulares, el CBR mínimo puede variar por caso, con exigencias del orden de 80, 100 o 120 según el tipo de capa superior y estándar vial.
• El porcentaje mínimo de material chancado también varía; puede ubicarse en rangos como 50%, 70% o 90% según la condición definida por el Manual de Carreteras.
• En subbases se observan exigencias de CBR menores que en bases, por ejemplo del orden de 40 o 50 según categoría y proyecto.
• El índice de plasticidad y los finos no deben generalizarse. En bases abiertas, por ejemplo, pueden exigirse límites más estrictos de IP y material bajo 0,08 mm.
• Cuando el proyecto exige cemento, corresponde tratarlo como material granular tratado con cemento. En términos generales, el Manual de Carreteras distingue GTC entre 2,5 y 4,5 MPa con contenido de cemento menor a 5%, y BTC desde 4,5 MPa con contenido de cemento igual o superior a 5%.

Áridos para Morteros y Estucos

Las arenas para morteros requieren características específicas, que deben ajustarse al uso y al diseño de mezcla:

• Módulo de finura coherente con estucos, morteros de pega, morteros estructurales o prefabricados.
• Contenido de finos (<0,08 mm) controlado para evitar exceso de demanda de agua, retracción o pérdida de adherencia.
• Partículas de forma predominantemente cúbica o esférica para mejor trabajabilidad.
• Ausencia de materia orgánica y sales solubles que puedan generar eflorescencias.

Áridos para Concreto Asfáltico

Las mezclas asfálticas requieren áridos con propiedades específicas según carpeta, tránsito, clima y especificación vial:

• Desgaste Los Ángeles acotado para resistir abrasión y fragmentación.
• Forma y cubicidad controladas para estabilidad y resistencia a deformación permanente.
• Adherencia árido-asfalto verificada mediante el ensayo correspondiente.
• Porcentaje de trituración definido por la capa y el estándar de tránsito, especialmente en rodaduras.

Requisitos Complementarios según Normativa Chilena

Además de la granulometría, los áridos deben cumplir requisitos adicionales. Los valores cambian si el material se usará en hormigón, mortero, base granular, subbase, tratamiento superficial, carpeta asfáltica, drenaje o relleno estructural:

• Resistencia al desgaste (Los Ángeles): Se controla con NCh1369 y con límites definidos por el uso final del árido.
• Absorción: En hormigones y morteros se revisa contra NCh163:2024 y la especificación de obra; valores cercanos a 2% en grava y 3% en arena son solo una referencia técnica frecuente.
• Contenido de finos (<0,08 mm): Debe evaluarse según tipo de árido, proceso, uso y norma de ensayo aplicable.
• Contenido de materia orgánica: Inferior al límite que produce una coloración más oscura que la solución patrón en el ensayo de colorimetría.
• Durabilidad frente a solución de sulfato: Puede exigirse en ambientes agresivos o aplicaciones expuestas, con límites definidos por la norma o especificación sectorial.
• Densidad aparente: Debe ser coherente con el diseño de mezcla y con el tipo de árido, especialmente si se evalúan áridos reciclados o artificiales.

Áridos y extracción: lo que está cambiando en Chile

Hoy se exige más control sobre extracción, trazabilidad y uso de material reciclado. Algunos cambios que ya están presentes:

• Reciclaje de áridos: NCh3562:2019 aborda la gestión de residuos de construcción y demolición, su clasificación y las directrices para el plan de gestión. Para áridos reciclados desde RCD corresponde revisar NCh3849:2024, y para áridos en hormigones y morteros, NCh163:2024.
• Extracción controlada y certificada: Sistemas que aseguran que la extracción no dañe ecosistemas naturales o fluviales sensibles, con planes de mitigación y restauración obligatorios.
• Mezclas optimizadas: El diseño de curvas granulométricas óptimas permite reducir el consumo de cemento mediante mezclas granulométricas densas, minimizando emisiones asociadas al cemento Portland.
• Uso de aditivos reductores de agua: Combinados con áridos bien graduados, pueden reducir consumo de agua y cemento cuando el diseño de mezcla está correctamente especificado.

Si el proyecto ya necesita abastecimiento en terreno, puede pasar de inmediato desde este criterio técnico al servicio de áridos, coordinar el traslado con camiones tolva o resolver la logística con transporte de carga.