Materiales De Construccin Y Normas De Ensayo

MODULO II

PRINCIPIOS DE ENSAYOS E INSPECCIN DE LOS MATERIALES

Materiales De Construccin Y Normas De Ensayo

MDULO II. PRINCIPIOS DE ENSAYOS E INSPECCIN DE LOS MATERIALES

1. La naturaleza del problema 2. Seleccin de materiales 3. Ensayos de materiales 4. Inspeccin de los materiales 5. Diseo de ensayos 6. Significado o alcance de los ensayos 7. Especificaciones de materiales 8. Normas y especificaciones para la construccin 9. Agencias estandarizadoras 10.El ensayo y el sentido comn

1. La naturaleza del problema

Dos argumentos vlidos sobre la importancia de los ensayos y normas estndar para la construccin: Prcticamente todas las ramas de la ingeniera,

especialmente aquellas que tratan con estructuras y maquinas, se refieren ntimamente a las propiedades de los materiales determinadas por medio de ensayos.

La investigacin de ingeniera y la funcin de desarrollo en gran escala con base experimental demandan ensayos bien estudiados y cuidadosamente planeados.

1. La naturaleza del problema

Para la estimacin inteligente y el uso de los resultados de los ensayos, es importante poseer una comprensin general de:

los mtodos comunes de ensayo, las propiedades de los materiales, lo que constituye un ensayo vlido y confiable, las especificaciones, la aceptacin de los materiales, las limitaciones impuestas por los mtodos de

ensayo e inspeccin.

1. La naturaleza del problema

Validez y confiabilidad

El ensayo debe medir lo que realmente se quiere con poca o ninguna variacin significativa en los resultados para ciertas condiciones dadas aceptadas por los usuarios

2. Seleccin del material

Un propsito importante del ensayo de los materiales es coadyuvar a predecir o garantizar el desempeo deseado de los materiales en condiciones de servicio. La serviciabilidad, en un sentido amplio, es el ltimo criterio en la eleccin de material.

El material debe realizar las funciones para la cual fue diseado y los ensayos se necesitan

para identificar el material deseado

2. Seleccin del material

Consideraciones involucradas en la seleccin de material en lo respectivo a los problemas de diseo y fabricacin.

1. Clases de materiales disponibles. 2. Propiedades de varios materiales. 3. Requerimientos de servicios de los materiales. 4. Economa relativa de varios materiales y varias formas

de un material particular. 5. Mtodo de preparacin o fabricacin de varios materiales o

productos y la influencia de los procesos sobre sus propiedades

6. Mtodo de especificacin y su relacin con la uniformidad del producto logrado

7. Mtodo de ensayo e inspeccin y su significado con respecto a las medidas de las propiedades deseadas.

3. Ensayos del materiales

Diferencias entre Ensayos y experimentos

La experimentacin involucra la idea de que el desenlace puede ser incierto, que pueden surgir un resultado hasta entonces desconocidos.

El ensayo involucra la idea de un procedimiento ms o menos establecido y de que los lmites de los resultados generalmente estn definidos.

La experimentacin, especialmente a una escala grande y planeada, ordinariamente implica muchos ensayos

rutinarios.

3. Ensayos del materiales

Objetivos de los ensayos de materiales: 1. Aportar informacin rutinaria acerca de la calidad de un

producto tales como el ensayo comercial o de control;

2. Recabar informacin nueva o mejor a cerca de los materiales conocidos o nuevos materiales.

3. Obtener medidas exactas de las propiedades fundamentales o constantes fsicas tal como las mediciones cientficas.

Estos objetivos estarn relacionados con el tipo de equipo de ensayo y medicin, la precisin deseada, la calificacin del personal y los costos

involucrados

4. Inspeccin de los materiales

El Inspector de materiales realiza ensayos rutinarios con la intencin de garantizar la presencia de cualidades deseadas en los materiales.

El inspector verifica la calidad del material. La inspeccin busca el control de la calidad por medio de la aplicacin de criterios establecidos e implica la idea de rechazar material no apto o deficiente. El ensayo se relaciona con la operacin fsica para determinar las medidas cuantitativas de ciertas propiedades. Al ensayar

la meta es determinar la calidad.

4. Inspeccin de los materiales

EL ENSAYO MIDE UNA CARACTERSTICA DEL MATERIAL O PRODUCTO.

EL INSPECTOR EVALUA LA MEDIDA CON RESPECTO A UN ESTNDAR O

ESPECIFICACIN Y DA UNA OPININ.

5. Diseo de Ensayos

El ensayo ideal debe ser:

significativo, confiable, reproducible, de precisin conocida, y econmico.

La eleccin de un procedimiento debe estar controlada por el significado del ensayo, guiada por la economa de esfuerzo e

influida por un sentido de la proporcin o sentido comn.

5. Diseo de Ensayos

Una medida adecuada de una constante o propiedad dada resulta posible cuando:

1. la propiedad pueda ser definida con suficiente exactitud,

2. el material es de composicin o pureza conocidas, 3. las condiciones existentes son normales o conocidas, 4. los mtodos experimentales son tericamente

correctos, 5. las observaciones y sus reducciones se hacen con el

cuidado debido. 6. el orden de exactitud de los resultados se conoce.

5. Diseo de Ensayos

Para la determinacin de las constantes fsicas o las propiedades fundamentales de los materiales, el grado de exactitud y precisin buscado puede ser el mximo, pero el tiempo y la labor involucrados en los ensayos pueden muy bien aumentar fuera de proporcin, a medida que los lmites de exactitud lograble se acercan.

Los resultados aproximados se mejoran sostenidamente a medida que se inventan instrumentos y mtodos ms

precisos.

5. Diseo de Ensayos

El grado de exactitud y de precisin a alcanzar se convierte en una cuestin de prctica en un laboratorio de ensayo, en trminos generales el grado de exactitud adoptado debe ser aquel que sea estrictamente bueno para el propsito en cuestin.

6. Significado o Alcance de los Ensayos

Una implicacin del significado de los ensayos tiene que ver con la validez y confiabilidad de los ensayos para arrojar medidas de las propiedades que deben determinar. El ensayo mide lo que realmente se quiere medir con poca o

ninguna variaciones significativas de los resultados para ciertas condiciones aceptadas por los usuarios

El significado real de cualquier ensayo reside en el grado en el cual nos capacita para predecir el desempeo de un material en servicio.

Un ensayo puede tener significado en una de dos maneras:

1. Puede medir adecuadamente una propiedad que

sea suficientemente bsica y representativa para que los resultados de los ensayos puedan utilizarse directamente en el diseo.

2. El ensayo, an cuando sea muy arbitrario, sirve para identificar los materiales que la experiencia ha comprobado que arrojan un desempeo satisfactorio.

6. Significado o Alcance de los Ensayos

El ensayo que pueda lograr que arroje una indicacin directa del desempeo

esperado depende en gran medida del estado de desarrollo de las artes del

ensayo y del anlisis de los esfuerzos.

Para obtener un ensayo eficiente con resultados confiables, el ensayo debe

disearse de tal modo que la posicin de las diversas dimensiones u operaciones

involucradas sea consistente de principio a fin.

6. Significado o Alcance de los Ensayos

7. Especificacin de materiales

Una especificacin es el intento de parte del consumidor para decirle al productor lo que desea.

La habilidad y cuidado con que algo puede especificarse depende del grado de conocimiento relacionado con ello, la exactitud y la precisin con que sus cualidades se puedan determinar.

La efectividad con que una cosa es especificada depende de la redaccin de las previsiones con la que se ha expresado la especificacin.

7. Especificacin de materiales

Una especificacin intenta ser una declaracin de una norma de calidad.

La especificacin ideal definir de manera nica las cualidades de un material necesario para servir con la mayor eficiencia para un uso dado, y es posible acercarse a ella si pueden realizarse ensayos realmente significativos para determinar la presencia de las cualidades requeridas.

7. Especificacin de materiales

Defectos en una especificacin: Puede ser tan vaga que admite materiales de calidad

inferior, Puede ser demasiado restrictiva y as excluir un material

de eficiencia igual o mayor, Puede estar basada en criterios inadecuados o

inapropiados con respecto al tipo de servicio requerido, Puede no estipular ninguna provisin o hacerlo con una

inadecuada para ser puesta en vigor. Puede resultar admisible y necesariamente imperfecta

porque sera imprctico producir el material ideal.

7. Especificacin de materiales

Los defectos conducen no solamente a la obtencin de materiales insatisfactorios sino frecuentemente a costos

desproporcionados y a disputas interminables.

Resulta tan ineficiente exigir una calidad demasiado alta, como aceptar una demasiado baja.

Las especificaciones no se elaboran para un material ideal, sino para uno que resulte posible obtener a un costo razonable

segn las condiciones de fabricacin existentes

7. Especificacin de materiales

Requerimientos para la aceptabilidad del material Especificando forma, dimensiones y acabado

Especificando el mtodo de fabricacin, manejo y

colocacin

Especificando las propiedades qumicas, fsicas o mecnicas

Especificando el desempeo en el caso de mquinas.

Especificando que el producto ni exhiba defectos estipulados durante cierto perodo despus de la compra.

Especificando mtodos de muestreo, ensayo e inspeccin.

8. Normas y Especificacin para la construccin

Una especificacin normal para un material es por lo general el resultado de un acuerdo entre los interesados en un campo particular e implica la aceptacin para su uso de las agencias participantes.

La amplitud de la aceptacin depende hasta determinado grado de la esfera de influencia y la

autoridad de la agencia normativa.

8. Normas y Especificacin para la construccin

Segn el procedimiento normativo, seguido por las agencias importantes de los Estados Unidos, se requiere un periodo de negociacin, formulacin y ensayos usualmente que precede el uso de una especificacin como norma, a modo de poseer la certeza de que esta sea viable.

Las especificaciones normales apropiadamente

redactadas y susceptibles de ponerse en vigor

pueden tener un valor inmenso para la industria.

8. Normas y Especificacin para la construccin

Algunas de las ventajas que pueden citarse para las especificaciones normales de materiales son: Usualmente representa el conocimiento combinado del

producto y del consumidor y reduce la posibilidad de que surjan malentendidos a un mnimo.

Ofrecen al fabricante una norma de produccin, tienden a arrojar un producto ms uniforme y a reducir las variedades requeridos en existencia, bajando as el consiguiente desperdicio y, por lo tanto, el costo.

Reducen los costos unitarios al tornar posible la produccin en masa de productos normalizados.

Permiten al consumidor usar una especificacin ya ensayada y que puede ponerse en vigor.

8. Normas y Especificacin para la construccin

Permiten al diseador elegir un material con la certeza razonable de adquirirlo.

Simplifican la preparacin de especificaciones para uso especial porque las especificaciones normales publicadas pueden publicarse por referencia.

Ayudan a la gente de compara a conseguir cotizaciones verdaderamente competitivas y compararlas.

Establecen el procedimiento para normas de ensayo en el campo comercial y por ello permiten la comparacin de los resultados de los datos obtenidos en los diferentes laboratorios.

8. Normas y Especificacin para la construccin

La desventaja de las especificaciones normales

Tienden a estereotipar las prcticas que puedan estar en etapa de desarrollo y as obstruyen el proceso donde ms se necesita. Por esta razn, las especificaciones normales deben quedar bajo la jurisdiccin de una agencia bien informada y completamente imparcial.

Las especificaciones para materiales y mtodos de ensayo deben someterse a una continua revisin para determinar su adecuacin en condiciones cambiantes.

As mismo varios cdigos basados en estas normas deben revisarse continuamente

9. Agencias Estandarizadoras

Todo ingeniero debe poseer alguna familiaridad con la naturaleza de las agencias (nacionales e internacionales) y las publicaciones que han promulgado sobre especificaciones de los materiales y los mtodos de ensayo que son usados extensamente.

ASTM, American Society for Testing and Materials (Sociedad Norteamericana para el Ensayo y los Materiales), formada en 1902. Las normas promulgadas por la ASTM son de particular inters para quienes se ocupan del ensayo de materiales y de la inspeccin.

9. Agencias Estandarizadoras

La ASTM desempea la doble funcin:

Normalizacin de las especificaciones y mtodos de ensayo de los materiales, la cual es realizada por comits permanentes, cada uno de los cuales tienen bajo su jurisdiccin los materiales de ingeniera en un campo especficamente prescrito o alguna fase tambin especifica de ensayo de materiales;

Mejoramiento de los materiales de ingeniera, el cual es logrado a travs de investigaciones y rebusca por comit y miembros individuales, los resultados de las cuales de hacen pblicos a travs de las publicaciones de sociedad.

9. Agencias Estandarizadoras

La labor de normalizacin de la ASTM incluye: El desarrollo de los mtodos de ensayo para los

materiales, El establecimiento de definiciones normales, La formulacin de especificaciones de materiales, La formulacin de prcticas recomendables que

influyen en varios procesos de utilizacin de materiales.

9. Agencias Estandarizadoras

ASA, La Asociacin Norteamericana de Normas fue organizada en 1918 por la ASCE, ASME, AIEE, AIMME y la ASTM para promover un medio para la industria para las organizaciones tcnicas y los departamentos gubernamentales

National Bureau of Standards (Instituto Nacional de Normas)

U.S. Bureau of Reclamation (Instituto Norteamericano de Reclamacin)

U.S. Engineer Department (Departamento de Ingeniera de los Estados Unidos)

9. Agencias Estandarizadoras

Ordenance and Material Department of the U.S. Army and Navy (Departamento de Ordenanza y Material del Ejercito y de la Armada de los Estados Unidos)

La Society of Automotive Engineers (Sociedad de

Ingenieros Automotrices)

El American Petroleum Institute (Instituto Norteamericano del Petrleo

El American Concrete Institute (Instituto Norteamericano de Concreto)

9. Agencias Estandarizadoras

American Bureau of Shipping Institute (Instituto Naval Norteamericano)

La American Association of State Highway Officials (Asociacin Norteamericana de Agencias Estatales de Caminos)

La American Society of Metals (Sociedad norteamericana para los Metales)

Agencias Panameas

9. Agencias Estandarizadoras

Agencias Nacionales

La Direccin General de Normas y Tecnologa Industrial cumple el rol de establecer los estndares y regulaciones tcnicas

Comisin Panamea de Normas Industriales y Tcnicas, COPANIT

Concejo Nacional de Acreditacin

Todas las normas tcnicas y regulaciones son publicadas adems por el Ministerio de Comercio e

Industria en la Gaceta Oficial de Panam.

9. Agencias Estandarizadoras

La Direccin General de Normas y Tecnologa Industrial, adems de numerosos organizaciones pblicas y privadas son las responsables de la evaluacin de la conformidad en Panam. Estas organizaciones son:

El Laboratorio central del Ministerio de Salud La Universidad de Panam La Universidad Tecnolgica de Panam Secretara Nacional de Ciencia, Tecnologa e Innovacin El Ministerio de Agricultura Comisin de Libre Competencia y Asuntos del Consumidor Instituto de Mercadeo Agropecuario

10. El Ensayo y el Sentido Comn

El ensayo no debe usarse como sustituto del pensamiento, aunque podra descubrirse que un experimento apropiado pudiera coadyuvar al anlisis. Antes de emprenderse el ensayo, se debe entender bien el propsito de un ensayo, y prever el carcter general de los resultados.

La magia de los ensayos reside no en iniciarlos y esperar lo mejor, sino en los resultados de la

cuidadosa e inteligente planeacin y del lento y penoso trabajo de resolver dificultades.

10. El Ensayo y el Sentido Comn

El ingeniero interesado en los ensayos: Debe visualizar lo que acontece detrs de las

operaciones fsicas de los ensayos. Debe percatarse de las oportunidades de error y

advertir rpidamente donde podran ocurrir los errores.

Debe permanecer alerta para advertir lo inusitado,

pues ah yace el embrin del descubrimiento. Debe ser el primero en comprobar sus resultados

recurriendo al criterio de lo que aparezca como razonable y estar listo para verificarlos si no lo parecen.

10. El Ensayo y el Sentido Comn

Un experimento o un ensayo permanece inconcluso hasta que se resume, comprueba e interpreta. Es obligacin del ingeniero presentar los descubrimientos de manera clara, enftica, inteligible y agradable. Los ensayos siempre estn sometidos a condiciones limitativas, y los resultados no se pueden informar apropiadamente hasta que se les ha asignado una

interpretacin prctica.

10. El Ensayo y el Sentido Comn

El punto a recordar es que tanto en el ensayo como en el uso de las matemticas, el sentido comn siempre debe imponerse. Al joven ingeniero le conviene cultivar l hbito de desconfiar de lo que no le parezca razonable. Algunas veces las apariencias pueden indicar un resultado incorrecto, el resultado puede no serlo; en ese caso sus sentidos necesitan cultivarse para notar la diferencia. George Fillmore Swain

10. El Ensayo y el Sentido Comn

la caracterstica de una mente instruida es quedar satisfecha con el grado de exactitud que la naturaleza del tema admita, y no buscar la precisin donde solamente sea posible la aproximacin de la verdad. Aristteles