Las características mecánicas y microestructurales de arcilla calcinada de baja energía a partir de una arcilla gris egipcia con cal hidratada para aplicaciones en morteros de enlucido

Paredes más verdes para edificios cotidianos

Desde viviendas hasta monumentos históricos, la mayoría de las paredes que vemos están recubiertas con capas finas de mortero a base de cemento Portland, un material con una elevada huella de carbono. Este estudio explora una vía diferente: usar una arcilla gris egipcia calentada suavemente y luego mezclada con cal tradicional para crear revestimientos murales coloreados que sean más respetuosos con el clima, menos agresivos con los edificios antiguos y lo bastante resistentes para el uso diario. El trabajo muestra cómo se comportan estas mezclas de baja energía y por qué podrían ayudar a orientar la construcción hacia acabados más sostenibles.

¿Por qué replantearse lo que cubre nuestras paredes?

El cemento Portland ordinario se fabrica en hornos gigantes a temperaturas de hasta unos 1450 °C, liberando casi una tonelada de dióxido de carbono por cada tonelada producida. En contraste, la cal y la arcilla calcinada pueden producirse a temperaturas significativamente más bajas e incluso reabsorber algo de CO₂ con el tiempo. Los enlucidos a base de cal ya son valorados en la restauración de edificios antiguos porque permiten que las paredes “respiren”, dejando escapar la humedad en lugar de atraparla en el interior. Sin embargo, la cal pura fragua lentamente y no es muy resistente. Los autores se preguntaron si un aglutinante formado mayoritariamente por arcilla calcinada a baja temperatura y cal hidratada podría sustituir al cemento en enlucidos decorativos, especialmente en países como Egipto donde abundan arcillas adecuadas.

Convertir la arcilla local en un nuevo aglutinante

El equipo de investigación recolectó arcilla gris del sur de Sinaí y la calentó en un horno eléctrico a 750 °C, una temperatura elegida para activar la estructura interna de la arcilla sin convertirla en una cerámica densa. Este tratamiento transformó la arcilla en un polvo fino y altamente reactivo conocido como arcilla calcinada. A continuación mezclaron este polvo con cal hidratada en varias proporciones para elaborar una serie de morteros básicos, todos mezclados con arena estándar y la cantidad de agua necesaria para alcanzar una consistencia trabajable. Usando técnicas como la difracción de rayos X y la espectroscopía infrarroja, siguieron cómo cambiaba la estructura interna de la mezcla al fraguar, buscando la formación de nuevas fases minerales que unieran los granos de arena.

Encontrar el punto óptimo entre resistencia y trabajabilidad

Mediante ensayos de resistencia a compresión y a flexión a 7, 28 y 90 días, el equipo descubrió que una mezcla con aproximadamente 60 % de arcilla calcinada y 40 % de cal hidratada (denominada L40) ofrecía el mejor equilibrio. Esta combinación necesitó relativamente poca agua, fraguó en un tiempo práctico y desarrolló resistencias adecuadas para aplicaciones de enlucido a medida que la arcilla calcinada y la cal reaccionaban para formar fases aglutinantes similares a las del cemento. Muy poca cal dejaba parte de la arcilla sin aprovechar, mientras que un exceso de cal generaba compuestos inestables que podrían debilitar el mortero a largo plazo. Los investigadores mostraron que en la mezcla L40 tanto las reacciones químicas tempranas como la carbonatación más lenta de la cal contribuyeron a una microestructura más densa y resistente.

Añadir color sin sacrificar el rendimiento

Con el aglutinante óptimo identificado, el equipo pasó a una segunda fase: crear enlucidos coloreados mezclando L40 con arena, un relleno de piedra caliza, una pequeña cantidad de un aditivo retenedor de agua y pigmentos inorgánicos verdes o amarillos. Variaron la cantidad de aglutinante y pigmento y luego midieron la facilidad de extendido de los morteros frescos, la rapidez de fraguado y la resistencia y porosidad tras el endurecimiento. Todos los morteros coloreados cumplieron la norma europea EN 998‑1 para morteros de enlucido. Una mezcla pigmentada en amarillo con un 35 % de aglutinante L40 y 2 % de pigmento (R35Y) resultó particularmente atractiva: combinó resistencia adecuada, buena trabajabilidad y color estable, usando materiales relativamente económicos y fáciles de obtener en Egipto.

Confort, adherencia y protección para los edificios

Más allá de la resistencia bruta, el estudio examinó propiedades que importan directamente al rendimiento del edificio. El enlucido R35Y mostró una conductividad térmica menor que una referencia convencional a base de cemento blanco, gracias a su estructura más porosa, lo que significa que puede ayudar a que las paredes aíslen mejor frente al flujo de calor. Su adherencia a sustratos típicos fue comparable a la del enlucido de cemento, y su porosidad permitió que la humedad se desplazara a través del recubrimiento en lugar de quedar atrapada. Estas características son especialmente importantes para mampostería histórica, donde los enlucidos rígidos y densos de cemento pueden provocar agrietamientos, daños por sales y descamación con el tiempo.

Qué significa esto para la construcción futura

En términos sencillos, los autores demuestran que una mezcla afinada de arcilla egipcia calcinada a baja temperatura y cal hidratada puede sustituir al cemento tradicional en revestimientos decorativos y protectores para paredes. Las formulaciones óptimas ofrecen suficiente resistencia, se adhieren bien al muro subyacente, ayudan a regular la humedad e incluso mejoran el aislamiento, todo ello usando menos energía y generando menos CO₂ en la producción. Aunque la durabilidad a largo plazo bajo condiciones climáticas severas aún necesita pruebas completas, estos enlucidos arcilla‑cal apuntan hacia un futuro en el que las pieles coloreadas de nuestros edificios contribuyan no solo a la apariencia, sino también a una construcción más climáticamente sostenible y sensible al patrimonio.

Cita: Salama, K.S., Kishar, E.A., Ahmed, D.A. et al. The mechanical and microstructural characteristics of low-energy calcined clay from a high-Egyptian gray clay with hydrated lime for rendering mortar applications. Sci Rep 16, 7932 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37982-1

Palabras clave: arcilla calcinada, enlucido de cal, construcción de bajo carbono, morteros coloreados, conservación de edificios históricos