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Universidad Nacional del Litoral Facultad de Arquitectura Diseño y Urbanismo

Área de Tecnología Cátedra de

C O N S T R U C C I O N E S U N O

Apuntes de clase 2009

Introducción a la Materia Dimension de la Materialización Arquitectonica Propiedades de los Materiales de Construccion

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Universidad Nacional del Litoral Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo Área de Tecnología Cátedra de CONSTRUCCIONES I Año 2009 PLANTEL DOCENTE COMISIÓN 1 COMISIÓN 2 Prof. Titular Arq. Carlos BAIZRE Prof. Adjunto Arq. AlbertoMAIDANA Ayudante 1ra Arq. Oscar BOSIO JTP Arq. Raquel AIRAUDO Ayudante 1ra Arq. Enrique CARBAJO Ayudante 1ra Arq. Luis GAMBUZZA Ayudante 1ra Arq. Roxana DREHER Ayudante 1ra Arq. Carlos MEDRANO Ayudante 1ra Arq. Federico RODRIGUEZ Ayudante 1ra Arq. Manuel PEREZ Ayudante 1ra Arq. Maximiliano SZEIFERT Ayudante 1ra Arq. Guillermo QUILICCI Índice de este apunte • Introducción a la materia • Dimensión de la materialización arquitectónica • Propiedades de los Materiales de Construcción Es nuestro objetivo exponer el saber constructivo básico necesario para participar profesionalmente en el mundo de la Arquitectura, pero, y esto es lo fundamental, con una manera de estructurarlo y desarrollarlo mucho más acorde con la realidad actual de ese mundo que nos toca vivir. Su punto de partida se encuentra en la experiencia acumulada como docentes arquitectos en ejercicio, profesionales en actividad, profesores de Construcciones desde hace más de veinte años, y, especialmente, en las conclusiones de investigaciones en el tema. Dos frases extraídas de ellas pueden presentarse aquí como claves para entender la filosofía básica de todo el trabajo. La primera justifica el esfuerzo de escribir el texto: "La simple observación de los apuntes y de los libros habitualmente manejados por los estudiantes y los profesionales permite comprobar que el saber constructivo, salvo escasas excepciones, sigue sin haber encontrado la manera de estructurarse según las mentalidades y actividades del arquitecto. En nuestro país, además, la pervivencia de la tradición que prefiere la traducción a la redacción impide una reflexión colectiva sobre nuestros procedimientos constructivos". La segunda, el cómo se ha escrito: "El hecho de que los edificios y la ciudad estén implacablemente sometidos a las leyes de la física y la economía, diferencia cada vez más a la arquitectura del resto de las artes y

lleva a que el equilibrio entre requerimientos potencialmente divergentes tales como expresión y función o poesía y eficacia hacia una meta de dificultad creciente. Sin embargo, a pesar que gran parte del entramado teórico arquitectónico intenta neutralizar esas divergencias, sigue sin existir un cuerpo de doctrina que consiga su integración efectiva, debido esencialmente a la pervivencia de una tradición teórica que arranca de la obra escrita de Vitruvio, que a partir del siglo XVIII genera y consolida una disgregadora estructura teórica tripartita". Por lo tanto el objetivo esencial de los apuntes de la materia, es aportar una manera de organizar el saber constructivo con relación a la teoría de la arquitectura que supere ese ya añejo esquema disgregador en tres ramas autónomas y sus derivados. El resultado final que se busca no es otro que un compendio sobre condiciones mínimas que, integrando sistemáticamente todos los factores en juego, aporte métodos y saberes que eviten los conflictos entre la eficacia y la poesía de nuestra arquitectura, aquí y ahora, en todo lo que depende de su parte material. El método para conseguirlo se basa en el estudio de los elementos constructivos, y de los principios que han de orientar su concepción y realización, prestando una atención muy especial a las relaciones por las que unos y otros se condicionan y

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potencian en el proceso de crear edificios que han de integrar poesía y eficacia. Los principios del construir arquitectónico La finalidad básica de construir edificios (y sus diversas posibles ampliaciones) es facilitar aquellas actividades humanas que se desarrollan mucho mejor en espacios bien organizados y dotados de un ambiente controlable que en espacios y ambientes naturales. Son actividades de todo tipo, de protección, como defenderse de intrusos o tempestades, íntimas o privadas, como dormir o amar, sociales o públicas, como enseñar, parlamentar o comunicarse con la divinidad. Que un artefacto contenedor de espacios ambientados, es decir, un edificio, facilite e incluso potencie el desarrollo de esas actividades permite calificarlo de útil. Lógicamente, alcanzar esta utilidad con confort pasa a ser un objetivo inexcusable de quien quiera construir bien. Ahora bien, estos artefactos y sus ampliaciones, con su presencia ineluctable, llegan a configurar el entorno existencial de las personas de una manera tan intensa y envolvente que quedan sometidos, ineludiblemente, a las exigencias estéticas, significativas, simbólicas y comunicativas inherentes a la naturaleza humana. Si el construir satisface las razones de la utilidad práctica y a la vez da la respuesta conveniente a estas exigencias que la trascienden y que podemos considerar como propias del arte, se convierte en un construir arquitectónico, o, sencillamente, en arquitectura. La arquitectura, especialmente la contemporánea, se diferencia del arte puro, sea la pintura o la escultura, porque su justificación reside en que el uso de sus espacios facilita las actividades humanas. Y se diferencia de la mera construcción en que participa intensa e inevitablemente de las exigencias propias del arte. Ambas son condiciones necesarias, pero ninguna por sí sola suficiente. Un edificio emocionante, pero inutilizable, no es una obra de arquitectura, como mucho, una escultura visitable. Un edificio totalmente útil pero sin un mínimo de poesía tampoco. Pero la justificación por el uso no es el único hecho diferenciador de la arquitectura. La citada presencia ineludible de sus obras es un factor clave distintivo del resto de las

artes. Ninguna obra de escultura, pintura, literatura o música nos impone implacablemente su presencia como lo hacen las obras de arquitectura. Una novela mediocre no obliga a pasar de la segunda página, una sinfonía requiere la voluntad del oyente, o una pintura por grande que sea es un objeto mueble. Una obra de arquitectura, enorme e inamovible, lo es con total independencia de nuestros deseos y capacidades durante toda su vida, en general, bastante más larga que la de cualquiera de nosotros. Es una razón poderosa para poder afirmar que, si bien su utilidad interesa especialmente a sus usuarios, su conveniencia estética es una exigencia de carácter colectivo y público. Por si fuera poco, los enormes recursos utilizados para la materialización y uso de cualquiera de sus obras, muchísimo más importantes que los necesarios para cualquier otro tipo de obra de arte, distancian todavía más si cabe la arquitectura de otras actividades artísticas ya que imponen un imperativo ético que la obligan moralmente a varias condiciones de tipo económico que afectan a su misma esencia. La primera es que la materialización del edificio ha de ser lo más eficiente posible, es decir, conseguir el máximo provecho de los recursos utilizados. Desde este punto de vista, el construir arquitectónico es igual a la mayoría de las actividades productivas humanas: la economía de producción le es tan consustancial que normalmente queda implícita, hecho que provoca que muchas veces se ignore. Ahora bien, el carácter limitado de esos recursos, detectado en realidad hace pocos años, además de obligar a la economía de los medios energéticos que comporta el uso, introduce un novísimo criterio ecológico en la valoración de los procesos de materialización, que no sólo han de ser eficientes en sí mismos, sino compatibles con un desarrollo que no malgaste el patrimonio medioambiental. La tercera condición económica, a cumplir a largo plazo, es que el edificio ha de ser resistente al paso del tiempo. No podemos reconstruir cada uno o dos años nuestros edificios o alguna de sus partes. Los edificios se han de construir y usar (y reparar si es el caso), de manera que permanezcan íntegros en su totalidad un período de tiempo dilatado, asegurando además la integridad de sus usuarios frente

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a eventos catastróficos para todos como incendios o terremotos. Pero además, la integridad a largo plazo puede ser algo más que una condición económica y de seguridad para sus usuarios directos. Algunos edificios o algunas de sus agregaciones, barrios o ciudades, constituyen parte importante de la memoria de los pueblos y, en consecuencia, signos de su identidad. La perpetuación de un pueblo requiere de la perpetuación de su patrimonio cultural y especialmente el arquitectónico por ese carácter envolvente y público. Podemos reordenar todo lo dicho y concluir que la arquitectura sólo se justifica si facilita y potencia el uso y disfrute de sus artefactos gracias a: • la adecuación de sus espacios, • la adecuación del ambiente de esos

espacios, • la conveniencia pública y privada de

sus cualidades estéticas y comunicativas,

• la integridad a largo plazo de sí mismos y de sus ocupantes,

• la eficiencia directa y medio-ambiental de sus procesos de materialización.

Es razonable afirmar que son cinco objetivos imprescindibles para quien quiera construir bien, y los fundamentos axiológicos sobre los que se han de asentar sus criterios de valor, lo cual permite poder considerarlos, en definitiva, como los cinco principios del construir arquitectónico. Las dos fases del construir arquitectónico El proceso global de construir una obra de arquitectura pasa, necesariamente, por una fase previa en la que alguien, el arquitecto o profesional equivalente (individual o colectivo), la debe imaginar y plasmar lo imaginado en documentos gráficos y escritos (el proyecto) para que después pueda ser materializada por un colectivo mucho más numeroso. Habitualmente a esta fase también se le denomina proceso de diseño. El éxito final del edificio, es decir, el cumplimiento de los cinco objetivos, requiere que ya en este nivel imaginario sea potencialmente adecuado, útil, resistente, etc. ya que los procesos de producción posteriores que lo hacen realidad sólo materializan la idea y si ésta no es correcta su realización difícilmente la mejora. Lo cual

no impide que la idea pueda mejorarse durante la ejecución de los trabajos. Para materializar definitivamente la idea es preciso disponer de materiales, herramientas y una legión de operarios hábiles en su manejo y montaje que hagan realidad lo imaginado previamente. El éxito final también dependerá de la adecuación de los materiales finales y de la exactitud de las formas elaboradas por los operarios. Si los materiales no han alcanzado las propiedades requeridas y las formas son diferentes a las imaginadas difícilmente se cumplirán todos los objetivos propuestos. Los diferentes conjuntos de manipulaciones, transformaciones, agregaciones, etc. de los materiales que encontramos en la naturaleza, que permiten el paso de lo imaginado a lo real, se denominan aquí procesos de producción y a los procedimientos concretos para llevarlos a cabo, técnicas de producción. En resumen, el éxito del construir arquitectónico depende del desarrollo correcto de dos fases, la imaginativa y la productiva, es decir: • que lo imaginado sea potencialmente

útil gracias a su espacio y previsible ambiente, que potencialmente asegure la integridad del edificio y sus ocupantes, que sea estéticamente conveniente, además de susceptible de ser materializado económicamente con los procesos de producción al alcance, y,

• que el proceso de producción que hace real lo imaginado consiga las propiedades especificadas para los materiales y configure las formas dibujadas para los elementos y el conjunto del edificio, de manera que aquellas potencialidades se materialicen definitivamente.

Los elementos del construir arquitectónico El análisis de cómo se consigue que una obra arquitectónica cumpla los cinco objetivos requiere destacar su carácter dual, espacio-materia. El edificio es un objeto formado por un espacio cuyos límites están definidos por la materia. Ésta no tiene sentido sin el espacio, y éste no puede existir sin aquélla. En realidad, cuando construimos organizamos la materia alrededor del espacio. También podemos decir que

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construir es configurar espacios arquitectónicos, bien diferentes a los espacios naturales, mediante la organización inteligente de la materia a su alrededor. La materia de un edificio se compone de partes y éstas de elementos. Según la relación que tengan con el espacio del edificio podemos definir tres partes básicas: • la situada en el espacio exterior del

edificio, o la situada en el espacio interior creado por el edificio,

• la que asume el papel de frontera entre ambos espacios que denominaremos envolvente.

La envolvente se compone de elementos exteriores de cerramientos verticales y horizontales tales como cubiertas, fachadas, etc. y la del interior de divisiones verticales (tabiques, paredes, etc.) y horizontales (losas o forjados, entre pisos, etc.) todos ellos con determinadas formas y realizados con materiales concretos. El espacio se configura mediante estos elementos y al mismo tiempo éstos, conjuntamente con las instalaciones (de calefacción, de iluminación, etc.), definen el ambiente de ese espacio. Las fachadas, las cubiertas, las divisiones interiores, etc. tienen, pues, una doble misión esencial, configurar el espacio y su ambiente. La integridad a lo largo de los años de todo lo que se ha construido (cerramientos, instalaciones y sus soportes), dependerá, obviamente de la propia materia. El espacio no interviene. La resistencia al paso del tiempo dependerá de la adecuación de los materiales utilizados y, especialmente, de las formas de los elementos y del propio edificio. El costo o coste de producción global depende del costo de los materiales y sus manipulaciones y, aunque en sí mismo el espacio no tiene costo alguno, sí lo tiene el terreno que ocupamos en planta. Y si bien la percepción estética siempre ha de considerar el conjunto espacio-materia, es posible analizar la contribución de ésta por sí misma. Al conjunto de conocimientos sobre esos elementos materiales, sus soluciones constructivas y las reglas que rigen su utilización y combinación con el fin de alcanzar los cinco objetivos se denomina aquí saber constructivo.

En general, cualquier estudio sobre problemas y soluciones constructivas requiere dos fases bien diferenciadas: • en primer lugar, la comprensión de las

relaciones que existen entre los problemas, sus soluciones y los diferentes fenómenos físicos cuantificabas,

• y en segundo, el uso de métodos de cálculo que, mediante la modelización matemática de esos fenómenos, permiten cuantificar tanto los problemas como las soluciones y, en parte, aumentar su comprensión.

Son entonces objetivos fundamentales de los textos de la materia ser: • una herramienta de análisis que le

permitirá comprender y valorar, en una primera aproximación suficiente en muchos casos, el qué, el cómo y el porqué de las formas y los materiales de los edificios habituales de nuestro país,

• un repertorio de elementos constructivos y de criterios sobre su utilización que le permitirán iniciar los ejercicios de imaginar edificios con suficiente garantía de su potencial adecuación en todo lo que depende de la materia,

• una estructura conceptual básica que le permitirá ordenar sistemáticamente los nuevos conocimientos que, si desea progresar en este campo, deberá buscar en otras obras más especializadas.

Según el diccionario de la lengua española, arquitectura es el arte de proyectar y construir edificios, por lo que se infiere que la arquitectura integral exige que la obra se CONSTRUYA, se materialice, siendo el proyecto solo una fase de la misma. Etimológicamente la palabra arquitectura está compuesta por otras dos: archí cuyo significado es “más” y technique “técnica” -“más allá de la técnica”-, tal cual la consideramos, una ciencia que se ubica más allá del puro razonamiento técnico. El proceso normal de materialización de la obra de arquitectura puede sintetizarse de la siguiente manera: el arquitecto realiza el proyecto, que complementa con cálculos de las estructuras y el proyecto de las instalaciones especiales (electricidad, gas, sanitarios, etc.) que preparan bajo su dirección los ingenieros especializados;

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por último la ejecución de la obra es materializada siempre bajo la supervisión del arquitecto, por el constructor (que puede ser un arquitecto, un ingeniero o un técnico en construcciones). Tenemos entonces que el arquitecto no sólo proyecta la futura obra sino que también dirige la ejecución de los proyectos de estructuras e instalaciones complementarias así como la construcción de la obra misma; por lo tanto debe dar normas y supervisar la labor de ingenieros y técnicos que complementan su labor. Pero para ello ocurra es necesario que conozca el fundamento del proyecto y cálculo de dichas estructuras e instalaciones especiales así como de los métodos y procedimientos de construcción. Esto no significa que al formar arquitectos se persiga como finalidad la preparación de calculistas, proyectistas de instalaciones especiales o constructores sino lo que se busca es capacitarlos para dirigir la ejecución de las obras, dictando las normas necesarias a éstos especialistas para su concreción. La situación puede asimilarse en éste aspecto a la de Director de Orquesta que puede dirigir a un grupo de músicos, ejecutantes de distintos instrumentos, sin que él personalmente, sea capaz de tocar ninguno de ellos, bastándole conocer la técnica, las posibilidades y las limitaciones de los instrumentos musicales y de sus ejecutantes. Pero el conocimiento de la técnica, de los materiales y recursos de la construcción no son solo útiles después de concebida la obra arquitectónica sino, que influyen directamente en su PROYECTO. Debemos decir una vez más, que proyecto y construcción son actividades complementarias e inseparables de la obra arquitectónica completa. “la finalidad de la arquitectura es la obra y no el proyecto” Razón por la cual la creación arquitectónica debe ser concebida integralmente. La obra arquitectónica completa comprende dos etapas: 1. la composición y representación

planimetrica 2. y la materialización

La técnica, llamando así al conjunto de conocimientos que se refieren a los materiales, elementos y disposiciones constructivas de los que puede disponer el arquitecto para materializar su concepción, influyen ampliamente en las dos etapas. La primera etapa, o sea la composición comprende la imaginación de la obra con sus formas, proporciones relativas y detalles funcionales y estéticos. El desconocimiento o el conocimiento imperfecto de las posibilidades y limitaciones de los materiales con los que se construirá la obra (sus propiedades), puede traducirse en la imposibilidad de ejecutarla una vez completada la etapa de cálculos de estructuras e infraestructuras (instalaciones sanitarias, eléctrica, gas, aire acondicionado, etc). Situaciones como éstas conducen al abandono parcial o total del proyecto original. Por otra parte, el desconocimiento o el conocimiento imperfecto de las propiedades de los materiales y de la técnica constructiva a emplear, traen como consecuencia la incapacidad del proyectista para el desarrollo de su idea. Esta inhabilitación nace de su inseguridad en las posibilidades de concreción del diseño y el temor al fracaso. El desconocimiento más o menos grande de los recursos de la técnica, convierte a ésta en un enemigo del proyectista, manteniendo su poder creador dentro de limites muy estrechos, obligándolo a repetir una y otra vez, soluciones conocidas carentes de originalidad, con lo cual su producción se vuelve rutinaria, retrasando la evolución y el progreso de la arquitectura. En cambio, un conocimiento profundo de las propiedades de los materiales y de las técnicas de construcción, abre nuevos horizontes a la facultad creadora del individuo, le da mayor libertad. La industria de la construcción se desarrolla y evoluciona constantemente, buscando nuevos y mejores materiales de construcción y más eficientes empleos a los ya existentes. Los recursos técnicos tienen dos fuentes de origen: • a veces es creado para satisfacer

una necesidad especifica de la arquitectura

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• y otras veces ésta aprovecha del recurso técnico desarrollado en otro campo de acción.

En cualquier caso su conocimiento posibilita su uso y la consecuente resolución del problema, frecuentemente la disponibilidad del recurso técnico sugiere la solución. La lista de materiales es permanentemente aumentada y un conocimiento básico de los más importantes y sus propiedades, es esencial para toda persona vinculada al proyecto, planeamiento, cómputos, presupuestos y construcción de edificios. En la segunda etapa es decir, en la ejecución de la obra arquitectónica también tiene suma importancia el conocimiento de los materiales de construcción y sus propiedades, en efecto, a la obra ingresan materiales ya elaborados, como ser ladrillos, metales, maderas, cerámicas, plásticos, pinturas, etc., los cuales es necesarios someterlos a ensayos para admitir su empleo en el supuesto que respondan a las exigencias establecidas por los pliegos de obra. Además se preparan en obra otros materiales (morteros, hormigones), que deben también responder a los requerimientos técnicos de sus propiedades y que se verifican mediante ensayos. El conocimiento técnico que debe adquirir el arquitecto, reviste lógicamente formas y alcances especiales, adaptadas a sus necesidades. El número de materiales, dispositivos, técnicas especializadas, instalaciones complementarias, etc., que intervienen en las construcciones es tan grande que su dominio completo excede la capacidad humana. La arquitectura ha superado ya el estado en que relativamente pocos elementos integraban una obra y era factible un estudio a fondo por el propio arquitecto de todos ellos. Por tanto y frente al número creciente de factores a considerar, es necesario fijar los limites dentro de los cuales debe intensificarse la enseñanza y el aprendizaje de los futuros arquitectos. Así por ejemplo, no interesa tanto al arquitecto el estudio geológico, mineralógico o químico de las piedras como el de sus propiedades físicas o tecnológicas que tengan relación con su empleo en las construcciones, sin perder de vista que ciertos aspectos de la

geología o de la química aplicada y la mineralogía pueden tener su importancia desde el punto de vista de la técnica; en otro campo, el de los materiales cerámicos pongamos el caso, interesa precisamente al arquitecto conocer los productos, tal como el ladrillo terminado, más que el horno en el que fue cocido, en tanto el cambio del sistema de cocción no altere las características del material que se empleará en las construcciones. Por lo expuesto, se procurará orientar el presente curso hacia el estudio de productos y tecnología de los materiales, elementos y disposiciones constructivas, sin profundizar aspectos como el de formación, extracción y elaboración primaria de los materiales o el de investigación de los elementos y disposiciones constructivas en cuanto no sea necesario su conocimiento para orientar o decidir su adopción en el proyecto. Evolución del arte de construir Los muros de cerramientos (de mampostería de ladrillos comunes, cerámica hueca o bloques de cemento) constituye una parte muy importante en la construcción, aun cuando en la gran mayoría de las obras se incluye una estructura resistente, ya sea en hierro o en hormigón armado. En las construcciones primitivas, cuando el hombre decidió salir de sus cuevas y socavones (a mediados de la Edad de Piedra, según los historiadores), fueron habitaciones construidas con ramas entrelazadas y barro; es decir, elementos trabajables sin otra herramienta que sus propias manos y de fácil obtención. Cuando el hombre en su gradual adelanto ascendente, fabrica sus primeras herramientas, en las que tiene como base principal el sílex, emprende decidido el uso de la piedra a fin de conseguir una construcción duradera y segura, y debido a las dificultades que tuvo para cortar la piedra, prefirió utilizar grandes bloques antes que los pequeños y manuables. Ejemplos de este tipo de construcciones, aunque ya más avanzadas, los constituyen las famosas pirámides egipcias, en las que hubo de afrontar el transporte de grandes bloques y luego la elevación para asentarlos en el lugar destinado. El problema del transporte fue solucionado haciendo rodar los bloques sobre rodillos de madera empujados y tirados mediante cuerdas por

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una gran cantidad de esclavos tomados a las tribus vecinas, o bien por medio de rampas sucesivas. En cuanto al sistema de elevación, se valieron de ingeniosos medios. Excavaron alrededor de la piedra y por medio de palancas la elevaron, rellenando luego debajo de la piedra y el terreno a su alrededor, para volver a comenzar el procedimiento en forma sucesiva hasta llegar al nivel que se le hubo destinado. En aquellas regiones donde la piedra era escasa o no fue posible obtenerla, el hombre trató de sustituirla por medios artificiales. Así, en el Oriente del Mediterráneo y en la Mesopotamia (ocupada por los caldeos en especial), empleó el adobe, al que con el adelanto gradual y creciente de la cultura humana, sustituyó con el ladrillo cocido (primera piedra artificial), y por último, con las piezas vidriadas recubrió los ladrillos con vistosas decoraciones, de las cuales quedan unos pocos ejemplos. La fabricación de la piedra artificial se prolonga hasta nuestros días con los morteros y en especial con el hormigón armado. En la península egea, cuya piedra principal es el mármol calcáreo, fácil de trabajar, le permitió a los griegos la construcción de sus espléndidos monumentos, en los cuales se combinan los efectos de luces y sombras con los colores de variadas tonalidades. Los bloques eran de tamaño grande, pero mucho más manuables que los empleados por los egipcios. Con la introducción del mortero de cal por los romanos, la construcción pudo dar un paso más rápido en su adelanto gradual. Ya en el Oriente del Mediterráneo se habla ensayado asentar los ladrillos en una capa de betún obtenido en el mar Muerto, pero no tuvo éste la facilidad de aplicación ni dio los resultados obtenidos con los morteros de cal. El uso de la piedra calcárea en Europa permitió una labra más intensa, por lo que su aplicación caracterizó al estilo Gótico con sus decoraciones y el adelanto en la estática, que permitió la construcción de bóvedas de grandes luces, y como consecuencia de ellas las agujas características del estilo. El clima, la naturaleza de los materiales y métodos de construcción, la modalidad y, en fin, la adaptación al medio de vida, hacen aparecer una forma de estructura y de arte en general más o menos característico, influyendo en esto también el origen de los

habitantes y la presencia de los llegados de otras regiones como emigrantes, quienes aportan las características propias de su origen. El estudio de los materiales en forma experimental y con miras a su resistencia, tuvo su origen en 1638, año en el cual Galileo efectuó la primera aplicación estática del material a la rotura, solicitado a la tracción simple y lo estableció en la forma siguiente: "Si un sólido dispuesto verticalmente, de sección constante, es suspendido por su extremo superior, cuando la longitud del cuerpo tiene un cierto valor, se rompe en la sección más débil cualquiera que sea la superficie de la sección, porque aumentada ésta, aumenta en la misma proporción el peso sobre la resistencia". Antiguamente, por falta de conocimiento sobre la resistencia de los materiales en la construcción, se procedía por tanteo y siempre con un excesivo empleo de material, el cual fueron disminuyendo gradualmente con la base de la experiencia. Así, las columnas egipcias tenían de 5 a 6 diámetros de altura; en cambio, los griegos llegaron a los 9 diámetros en el orden Corintio, y los romanos en el orden Compuesto lo aumentaron a 10 diámetros. Un ejemplo de este derroche de material lo tenemos en el edificio ocupado por la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Nacional de Buenos Aires, donde hay muros interiores de 0,60 m de espesor. Otro se halla en Mar del Plata, donde en el antiguo Bristol Hotel, debajo de los salones y el comedor, se encontró un muro perimetral en piedra de 1,10 a 1,20 m, que se supone sirvió para la contención de las aguas del mar por las crecientes. Aparentemente y según algunos historiadores, los griegos construyeron en piedra pero imitando el sistema constructivo de la madera, de tal manera que aplicaban invariablemente el dintel recto. Cupo a los romanos la aplicación del arco de medio punto, en el cual las piezas se transmiten recíprocamente las cargas constituidas por su peso propio, el del muro y los que éste soporta. El único criterio que tenían era el del peso del material empleado. En todas las naciones se efectúan estudios y ensayos de los materiales susceptibles de ser aptos para la construcción. A fin de unificar los métodos y poder comparar los resultados

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para un mayor beneficio general, se realizan conferencias de técnicos. Bauschinger resumió en un Memorial la esencia básica de tales trabajos. Esta obra fue continuada por Tetmajer, quien fundó la Asociación Internacional, para el ensayo de los materiales de construcción en los años 1890 a 1897. Esta Asociación estableció las normas para el examen de los aglomerantes, madera, piedras y metales. A los primeros estudios físicos se añadieron los químicos y luego los microscópicos, que permitieron evolucionar la metalurgia al poderse seguir el proceso de las modificaciones en el interior de los metales. Los estudios y ensayos efectuados permiten, como primera medida, economizar los materiales al establecer el justo límite de su capacidad de trabajo. De las obras de mampostería corriente que limitaban el tamaño de casas y puentes, se pasó a la inclusión de una estructura resistente, la cual absorbiendo la totalidad de las cargas liberó de ellas a la obra de mampostería, transformándoles en simples muros de cerramiento. Con estos se pudieron construir los hermosos puentes de grandes luces y los edificios de gran altura. Llegados a la época actual, el estudio de los materiales tiene por objeto conocer las propiedades inherentes a cada uno, la utilidad actual y posible de ellos, sus condiciones como aislantes de humedad, sonido, temperatura, resistencia a los agentes atmosféricos, el fuego, posibilidad de aumentar las condiciones de las estructuras resistentes, etc. Este estudio debe hacerse ordenadamente, comenzando por su clasificación en grupos adecuados. PROPIEDADES GENERALES de los MATERIALES de CONSTRUCCIÓN Dentro de la técnica de las construcciones se califica como MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN al conjunto de sustancias o materias primas utilizadas para construir con ellas todo tipo de obras. Estas sustancias pueden en ciertos casos emplearse en la misma forma tal cual se encuentran en la naturaleza, sin haberlas sometido a procesos de elaboración o transformación que modifiquen sus cualidades, salvo operaciones menores propias de su EXTRACCIÓN, CONFORMACIÓN o DEPURACIÓN en

cuyo caso se las llama NATURALES, como ejemplo se puede citar a la ARENA, los MÁRMOLES y GRANITOS, etc. Otras veces no es posible la aplicación directa de los materiales, por lo que éstos deben ser tratados previamente para modificar sus propiedades, a fin de hacerlos adecuados a su destino, denominándoselos ELABORADOS o productos ARTIFICIALES, como lo son por ejemplo los METALES, el CEMENTO PÓRTLAND, el VIDRIO, etc. No existe un limite perfectamente definido entre ambos grupos, pero como criterio general de clasificación puede decirse que son

• NATURALES todos aquellos materiales en que no se alteran sus propiedades a través de las operaciones previas que deben soportar antes de su empleo en las obras

• ARTIFICIALES todos aquellos materiales en que se alteran sus propiedades a través de las operaciones previas que deben soportar antes de su empleo en las obras

El conocimiento de los materiales, implica el conocimiento de sus propiedades. Para el caso de las construcciones una clasificación de las propiedades más importantes puede ser la siguiente: 1- propiedades FÍSICAS en las que se incluyen las:

1.1- propiedades TÉRMICAS 1.2- propiedades ACÚSTICAS 1.3- propiedades ÓPTICAS 1.4- propiedades ELÉCTRICAS

2- propiedades QUÍMICAS Sirven para determinar los componentes de cada material y su cuantía, la intervención de cada uno de ellos en la resistencia o acomodo a las acciones de los agentes externos atmosféricos o artificiales, para conocer la reacción de cada material y con ello determinar su aspecto exterior, duración, brillo, color y la aceptación o rechazo del material de acuerdo al tipo de trabajo y lugar de colocación.

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3- propiedades MECÁNICAS Sirven para determinar las resistencias a los distintos esfuerzos a que pueden ser sometidos los materiales y la determinación de los respectivos coeficientes de seguridad para el máximo aprovechamiento de los mismos. 4- propiedades TECNOLÓGICAS Están relacionadas con las físicas y son las que hacen a los materiales aptos o no para ser sometidos a transformaciones industriales. En la enunciación de una propiedad determinada va implícita muchas veces la opuesta; así por ejemplo al mencionarse el concepto de ELASTICIDAD como condición MECÁNICA, se involucra el concepto de PLASTICIDAD que es el opuesto. El estudio de las propiedades de los materiales es imprescindible para fijar el criterio que habrá que seguirse en su empleo en obra. Las tres cuestiones fundamentales a resolverse son las siguientes: QUE material utilizar? CUANTO material utilizar? COMO utilizar dicho material? Sin que ello sea completamente cierto en todos sus aspectos ni valedero en todos los casos, puede estimarse en forma aproximada, que muy frecuentemente la elección estará orientada en primer término por las propiedades FÍSICAS-QUÍMICAS y afines, la determinación de la cantidad por las MECÁNICAS y la indicación de cómo utilizarlo por las TECNOLÓGICAS, pero la decisión definitiva resultará de la consideración conjunta de todos los factores ya que para utilizar un material a veces algunas propiedades pueden ser convenientes mientras que otras del mismo pueden ser perjudiciales, por ejemplo los aditivos para hormigones y morteros. A continuación clasificaremos y definiremos brevemente cada una de ellas: 1- PROPIEDADES FÍSICAS 1.1-DIMENSIONES y FORMAS 1.2-DENSIDAD o PESO ESPECÍFICO 1.3-POROSIDAD RELATIVA y ABSOLUT MODULO de SATURACIÓN

1.4-CONTENIDO de HUMEDAD 1.5-ABSORCIÓN (%) 1.6-PERMEABILIDAD 1.7-HIGROSCOPICIDAD 1.8-TÉRMICAS 1.8.1-TRANSMISIÓN del CALOR 1.8.1.1- POR CONDUCCIÓN 1.8.1.2- POR CONVECCIÓN 1.8.1.3 POR RADIACIÓN 1.8.2-REFLEXIÓN del CALOR 1.8.3-DILATABILIDAD 1.8.4-CALOR ESPECÍFICO 1.9-ACÚSTICAS 1.9.1-TRANSMISIÓN del SONIDO 1.9.2-REFLEXIÓN del SONIDO 1.10-ÓPTICAS 1.10.1-TRANSMISIÓN de la LUZ 1.10.2-REFLEXIÓN de la LUZ 1.11-ELÉCTRICAS 2-PROPIEDADES QUÍMICAS 2.1-COMPOSICIÓN QUÍMICA 2.2-RESISTENCIA a la 2.3-ESTABILIDAD QUÍMICA 2.4- OXIDACIÓN y CORROSIÓN 3-PROPIEDADES MECÁNICAS 3.1-RESISTENCIA a los ESFUERZOS 3.2-TENACIDAD y FRAGILIDAD 3.3-ELASTICIDAD 3.4-PLASTICIDAD 3.5-RIGIDEZ 3.6-ISOTROPÍA 3.7-DUREZA 4-PROPIEDADES TECNOLÓGICAS 4.1-DE AGREGACIÓN 4.1.1-SOLDABILIDAD 4.1.2-ADHERENCIA 4.2-DE SEPARACIÓN 4.2.1-CORTE 4.2.2-PUNZONADO 4.3-DE TRANSFORMACIÓN 4.3.1-FORJABILIDAD 4.3.2-MALEABILIDAD 4.3.3-DUCTILIDAD 1 PROPIEDADES FÍSICAS 1.1 Dimensiones y formas Investigación de si las rectas o planos del material lo son en efecto y si los ángulos poseen la debida magnitud. Para ello se utilizan reglas, cuñas graduadas,

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escuadras, etc. Además este aspecto abarca el conocimiento de las formas y dimensiones en que pueden obtenerse los materiales lo que siempre es conveniente para su uso. La imposibilidad de conseguir piezas de un tamaño determinado ya sea por su inexistencia en la naturaleza o por resultar poco factible o imposible su extracción o fabricación, obliga a unir otras menores, mediante procedimientos adecuados. 1.2 Peso especifico Es el cociente entre el peso de un material y su volumen. P Pe = ------ V Cuando el volumen es el del material compacto, sin poros o vacíos, se llama volumen real o absoluto (Vo) y el peso especifico real o absoluto. ( γo ) P γo = ------ Vo Si se considera el volumen con poros y vacíos se llama volumen aparente (V) y peso específico aparente ( γ ). P γ = ------ V Para obtener V, cuando el sólido no tenga forma geométrica ubicable, se emplea la balanza hidrostática: si Ps es el peso seco y PE es el peso material embebido (saturado) de un líquido de densidad γ1 y PL el peso del mismo en el seno líquido, el peso específico aparente vale PS γ = ------------- . γ1 PE - PL y si el líquido es agua ( γ1=1) PS γ = -------------- PE - PL Para el peso específico absoluto se tiene Ps γo = ------------- . γ1 Ps - PL y si γ1=1

Ps γo = ------------------ Ps – PL

Balanza hidrostática Para hallar el peso específico absoluto cuando el material es pulverulento, como arenas, cementos, etc., se utilizan dos sistemas: el picnómetro, que registra pesos y el volumenómetro, que determina volúmenes. El picnómetro es un frasco de vidrio con tapón que se prolonga en un tubo capilar provisto de embudo y señal de envase que corresponde a un volumen conocido; envasándolo con un líquido de de densidad γ1, se pesa, obteniendo Pp = peso líquido + picnómetro. Se vacía luego el recipiente, se seca y se introduce en su interior Pm del material pulverizado previamente secado a estufa, añadiendo líquido hasta lograr igual envase anterior y pesando el conjunto picnómetro + líquido + muestra (PQ). En esas condiciones el peso específico real o absoluto está dado por la siguiente relación: Pm γo = ------------------- . γ1 Pm - (PQ-Pp) Y si el liquido es agua: Pm γo= ------------------------ Pm - (PQ - Pp) Pero en algunas ocasiones como en el caso de ciertos aglomerantes como cementos, no se debe utilizar agua pues reacciona con ella, debiendo utilizarse nafta, kerosén, etc. El volumenómetro es un frasco de cristal provisto de largo cuello graduado en unidades de volumen, destinado a la lectura resultante de añadir a cierto

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volumen de líquido, el peso conocido del material polvoriento (P). Por diferencia de lecturas se obtiene el volumen real o absoluto buscado (Vo). P Vo = -------- Vo El sistema del volumenómetro, si bien es menos exacto que el picnómetro por los errores propios de toda lectura por el menisco, es rápido y suficiente en la mayoría de los casos. 1.3 Porosidad Relativa y Absoluta Es el cociente entre el volumen de poros de un sólido y su volumen aparente. Los poros contenidos en un material son de dos clases: externos o en comunicación con el exterior o internos o inaccesibles desde el exterior. En consecuencia existen dos tipos de porosidades: la aparente y la absoluta.

P = E

Modulo de saturación Es el cociente entre la porosidad de poros penetrables desde el exterior y la porosidad de todos los poros. De este módulo depende la heladicidad del material. Un material cuyo módulo de saturación es mayor del 70 % es sospechoso de ser heladizo.

(1) Va

Los valores de los dos tipos de porosidades se expresan siempre en % del volumen aparente del sólido, tomado por unidad.

1.4 Contenido de humedad Se determina pesando el cuerpo tal como se presenta Ph y luego desecándolo en la forma que establezca la norma respectiva hasta lograr diferencias entre dos pesadas sucesivas inferior a ciertos valores que también establecen las normas (de 0,1 gr a 0,5 gr.) (Ps). El contenido de humedad es: Ph - Ps H% = -------------------- 100 Ps

1.5 Absorción normal Si a un material lo saturamos de un líquido (se colman los espacios vacíos) hasta peso constante PE, la expresión: PE - Ps A% = ------------------ = 100 Ps mide en porcentaje el coeficiente de absorción. El proceso a seguir para la saturación se especifican en las normas respectivas. 1.6 Permeabilidad Es esta una propiedad vinculada con la porosidad pero no debe ser confundida con ella. Debe entenderse por PERMEABILIDAD a la capacidad de ciertos materiales para dejarse atravesarse por los líquidos, es decir, exige comunicación de los poros entre sí, a diferencia de la porosidad. El paso de un líquido a través de un cuerpo puede hacerse por capilaridad, por presión o por ambas cosas a la vez. Se comprende, por ejemplo, que en un hormigón celular puede ser muy poroso pero poco permeable, pues sus poros no están comunicados entre sí. La permeabilidad se mide por la cantidad de líquido que pasa por un cuerpo de espesor y superficie dada en un tiempo y bajo una presión de determinada temperatura. Este ensayo se practica con ayuda de un aparato llamado permeabilímetro. 1.7 Higroscopicidad Es la propiedad de algunos cuerpos o materiales de absorber el agua y variar su peso. Se expresa mediante un coeficiente porcentual cuyo valor está dado por: γ H + 1 ---------------- .100 γ H en el cual H es el peso específico aparente del cuerpo con un grado de humedad H y H + 1 el peso específico del mismo material pero con un grado de humedad H + 1. Siendo H el contenido de humedad por unidad de peso seco (porcentual) PH - Ps H = ----------------------- 100 Ps

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1.8 Propiedades Térmicas 1.8.1 Transmisión del calor La experiencia cotidiana nos enseña que, al hallarse en presencia de varios cuerpos a distintas temperaturas se producen cambios de calor entre ellos, hasta que se halla el equilibrio térmico. Dicho intercambio calorífico puede verificarse de tres formas diferentes: conducción, convección o radiación. 1.8.1.1 Conducción térmica En este proceso el calor se propaga a través de la materia sin movimiento visible de ésta. La transmisión por conducción no interviene más que en el interior de un sólido o entre varios sólidos en estrecho contacto entre sí. La agitación molecular se transmite en que otros factores interfieran. Consideremos un muro de capas paralelas S1 y S2 cuyas temperaturas respectivas son t1 y t2 tales que t1> t2.

En estas condiciones la cantidad de calor Q expresada en calorías que atraviesa el muro durante el tiempo T es: (t1 - t2) Q = -------------------- . S. T

e

donde: S = Superficie de la cara del muro en m2. e = Espesor del muro en m. T = Tiempo en horas. t1 = temperatura en cara S1 en °C. t2 = temperatura en la cara S2 en °C. λ = coeficiente de conductibilidad térmica que definiremos a continuación y que caracteriza al material de que está hecha la pared considerada. Si en la fórmula anterior hacemos: S = 1m2; e =1metro; (t1 - t2) = 1°C y T =1hora Tendremos que: Q = λ igualdad que nos permite definir el coeficiente como la cantidad de calor que atraviesa, en una hora, un metro cuadrado de la superficie de una pared de 1 metro de espesor siendo 1°C la diferencia de temperatura entre las dos caras opuestas. Dicho coeficiente se denomina coeficiente de conductibilidad térmica y se expresa en la unidad Cal / m / h / °C. En la siguiente tabla damos los valores medios del coeficiente λ de los materiales más usuales de construcción. De la visualización de la siguiente tabla se deduce que los valores de los materiales de construcción para estructuras resistentes son relativamente elevados, es decir, buenos conductores del calor. Se investiga el coeficiente mediante un aparato constituido por series de placas conductoras calentadas con resistencias eléctricas, en contacto con la probeta protegida por placas aislantes. MATERIAL λ Kcal/m.h.°C Cinc 56 Fundición 45 Acero 40-50 Mármoles y Granitos 2,50 Fibrocemento en chapas 1,60 Hormigón armado 1,30 Hormigón alveolar 0,17 Bloques de hormigón 0,90 Ladrillos cerámicos huecos 0,30/0,75 Mampostería lad. Comunes 1,35/2,10 Revoque común exterior 0,75 Revoque común interior 0,60 Vidrio de ventana 0,65 Tejas y pizarra 1,20 Baldosas (cto y cerámicas) 0,90

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Placa de yeso p/tabiques 0,35 Yeso en cielorrasos 0,30 Madera aglomerada 0,11/ 0,80 Maderas a la intemperie 0,18 Maderas protegidas 0,12 Vermiculita (inerte p/hormig) 0,11 Cámara de aire 0,025 Espuma de poliuretano 0,030 Lana de vidrio 0,028 Poliestireno expandido 0,030 1.8.1.2 Convección térmica Denominamos convección cuando la propagación del calor se realiza a través de fluidos, acompañados por un movimiento; el calor se transmite de las partes calientes a las frías a causa del movimiento del fluido caliente hacia las zonas cuya temperatura es más baja, sustituyéndolas o mezclándose ambas o viceversa. El movimiento del fluido es debido a la diferencia de temperatura que produce una diferencia de densidad formándose entonces las corrientes convectoras.

La cantidad de calor transmitida por convección, por m2 de superficie y por cada hora, es representada por la fórmula: λ Q = --------- . t e En la cual Q = Cantidad de calorías λ= coeficiente de conductibilidad térmica e = espesor considerado t = diferencia de las temperaturas ti y te (interior y exterior) 1.8.1.3 Radiación térmica

La transmisión por radiación se produce sin intervención de los medios materiales; es así que el calor del sol llega a la Tierra. Se trata de propagación de radiaciones del mismo tipo que las luminosas y se denominan rayos infrarrojos. Vale decir que la transmisión por radiación no está ligada a un vehículo material.

Cada superficie irradia energía térmica (rayos infrarrojos en cantidad siempre más acentuados paralelamente al aumento de la temperatura). Los cuerpos calientes emiten así constantemente energía hacia los cuerpos fríos con quienes están en contacto por un cuerpo opaco o atérmano a las radiaciones infrarrojas. 1.8.1.4 Reflexión del calor Los cuerpos pueden clasificarse según su permeabilidad al calor radiante, en atérmanos o sea impermeables en mayor o menor grado a las radiaciones caloríferas y diatérmanos a los permeables al calor radiante, que los atraviesa sin alterar su temperatura. La energía se transforma en calor y aumenta la temperatura del cuerpo atérmano en un proceso de absorción y de reflexión. La energía absorbida se transforma en calor y aumenta la temperatura del cuerpo, mientras que la parte reflejada, no lo afecta, salvo el hecho de convertirlo a su vez; en un poco de radiación calorífica reflejada. Por ejemplo una chapa de aluminio en un cuerpo atérmano pues refleja la mayor parte del calor radiante del sol. El conocimiento del poder reflejante o de absorción del calor por los diversos

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materiales tiene gran importancia en la construcción, desde que permite regular la cantidad de calor que absorberá una estructura determinada, expuesta a la radiación de una fuente de calor, el Sol por ejemplo, influyendo en este aspecto la naturaleza, el calor y la terminación superficial de los materiales. 1.8.3 Dilatabilidad Es la propiedad de los cuerpos de modificar sus dimensiones con los cambios de temperatura. Puede interesar la dilatación lineal, superficial o cúbica. La dilatabilidad es variable según los límites de temperatura que se consideran y se expresa generalmente bajo la forma de coeficiente. El conocimiento de la magnitud de la dilatabilidad de los materiales de construcción es importante, por cuanto es necesario prever el libre juego de las estructuras al dilatarse o contraerse por las variaciones de la temperatura, o los efectos que pueden originar la imposibilidad de deformarse libremente o la aislación térmica necesaria tendiente a evitar la dilatación. 1.8.4 Calor especifico Se denomina calor específico o capacidad calorífica, a la cantidad de calor, expresada habitualmente en kilocalorías o calorías grandes, necesaria para elevar 1°C la temperatura de un kilogramo de un material determinado. La caloría grande o la kilocaloría es, a su vez, la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua a la presión atmosférica de 14,5 °C a 15,5°C. El calor específico, para un mismo cuerpo o sustancia, es variable según la temperatura que se considera, pero para las necesidades de la construcción puede operarse en general con valores medios, determinados experimentalmente. 1.9 Propiedades acústicas 1.9.1 Transmisión y Reflexión del Sonido El sonido se origina por vibraciones de frecuencia generalmente bajas. Puede propagarse en el aire o a través de los cuerpos.

El sonido, al igual que la radiación de calor, al chocar con un cuerpo puede ser reflejado, absorbido o ambas cosas a la vez. De la fracción absorbida, una parte se disipa bajo otras formas de la energía y el resto se transmite. Es también la sensación producida en el oído por la vibración de las partículas que se desplazan (en forma de onda sonora) a través de un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) que las propaga.

Como el sonido se propaga en forma de ondas, habrá que ver qué tipo de onda es, para saber como va a comportarse.

Como onda, el sonido responde a las siguientes características:

• Es una onda mecánica.

• Es una onda longitudinal.

• Es una onda esférica.

Las ondas mecánicas no pueden desplazarse en el vacío, necesitan hacerlo a través de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido).

Además, de que exista un medio material, se requiere que éste sea elástico. Ya que el medio elástico, una vez que se produce la perturbación tiende a volver a su posición de reposo,

Ejemplo: un resorte. Los medios no elásticos, una vez que se produce la perturbación permanecen en esa posición, por eso es que no puede propagarse la onda. Porque existe una compresión, pero no la expansión. Por ejemplo: la plastilina o el puré.

La propagación de la perturbación se produce por la compresión y expansión del medio por el que se propagan. La elasticidad del medio permite que cada partícula transmita la perturbación a la partícula adyacente, dando origen a un movimiento en cadenas.

El sonido como onda longitudinal

El movimiento de las partículas que transporta la onda se desplaza en línea recta y en la misma dirección de propagación de la onda. La perturbación en una onda sonora es una serie de regiones, de alta y baja presión, que viajan

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a través del aire o de cualquier otro medio material.

El sonido como onda esférica

Las ondas sonoras son ondas tridimensionales, es decir, se desplazan en tres direcciones y sus frentes de ondas son esferas radiales que salen de la fuente sonora en todas las direcciones.

El principio de Huygens afirma que cada uno de los puntos de un frente de ondas esféricas puede ser considerado como un nuevo foco emisor de ondas secundarias también esféricas, que como la originaria, avanzarán en el sentido de la perturbación con la misma velocidad y frecuencia que la onda primaria.

La velocidad de propagación de la onda sonora (velocidad del sonido) depende de las características del medio en el que se transmite dicha propagación; presión, temperatura, humedad, entre otros. y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera.

Velocidad del sonido

En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos mayor que en los gases:

La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20º) es de 340 m/s. Existe una ecuación generada por Newton y posteriormente modificada por Laplace que nos permite obtener la velocidad del sonido en el aire teniendo en cuenta la variable de la temperatura.

331,3 √ (1+0.004*t)

En el agua es de 1.600 m/s.

En la madera es de 3.900 m/s.

En el acero es de 6.000 m/s.

Absorción. La capacidad de absorción del sonido de un material es la relación entre la energía absorbida por el material y la energía reflejada por el mismo.

Fenómenos físicos que afectan a la propagación del sonido

Es un valor que varía entre 0 (toda la energía se refleja) y 1 (toda la energía es absorbida).

Reflexión. Es una propiedad característica del sonido, que algunas veces llamamos eco.

El eco se produce cuando un sonido se refleja en un medio más denso y llega al oído de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

Transmisión. La velocidad con que se transmite el sonido depende, principalmente, de la elasticidad del medio, es decir, de su capacidad para recuperar su forma inicial. El acero es un medio muy elástico, en contraste con la plastilina, que no lo es. Otros factores que influyen son la temperatura y la densidad.

Refracción. Cuando un sonido pasa de un medio a otro, se produce refracción. La desviación de la onda se relaciona con la rapidez de propagación en el medio.

El sonido se propaga más rápidamente en el aire caliente que en el aire frío. Es la desviación que sufren las ondas en la dirección de su propagación, cuando el sonido pasa de un medio a otro diferente. La refracción se debe a que al cambiar de medio, cambia la velocidad de propagación del sonido.

Difracción o dispersión. Si el sonido encuentra un obstáculo en su dirección de propagación, es capaz de rodearlo y seguir propagándose. La persona B puede escuchar a la persona A, en virtud de que las ondas sonoras emitidas por A rodean el muro y llegan al oído de B. 1.10 Propiedades ópticas 1.10.1 Transmisión de la Luz Este es un aspecto mucho más importante que el anterior.

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De la energía luminosa que se absorbe en el cuerpo, una parte se disipa en otras formas y el resto puede pasar a través del mismo. Se estudia especialmente la cantidad de luz que pasa, cómo se ha modificado la composición de la luz al pasar y por último, cómo se difunde en el ambiente la luz que pasó. 1.10.2 Reflexión de la Luz Como en los casos del calor y el sonido, la luz es un fenómeno vibratorio pero de frecuencia y velocidad mucho mayores. La energía vibratoria al chocar un cuerpo puede ser reflejada o absorbida; cada uno de esos fenómenos en forma total o parcial. El estudio del poder reflejante tiene interés en algunos aspectos de la arquitectura. Pero donde adquiere verdadera importancia es en el estudio luminotécnico de los ambientes y en la construcción de aparatos, artefactos o dispositivos de iluminación de superficies reflejadas, donde es necesario estudiar la forma y la cantidad de energía luminosa que se refleja. 1.11 Propiedades eléctricas 1.11.1 Conductibilidad Eléctrica Se estudian también los materiales bajo el aspecto de su menor o mayor capacidad para conducir la energía eléctrica a través de su masa, con el objeto de utilizarlos muchas veces como elementos conductores cuando la resistencia la paso de la energía es reducida y como aislantes cuando es muy grande. Habitualmente se mide con preferencia la resistencia específica y ésta se expresa en ohms por m2 de sección y por cada metro de longitud. 2 PROPIEDADES QUIMICAS 2.1 Composición Química El conocimiento de la composición química tiene importancia porque la presencia o ausencia de ciertos compuestos o elementos en los materiales pueden definir algunas de sus características o propiedades. Por ejemplo, algunas de las impurezas de los metales alteran su comportamiento bajo determinadas solicitaciones.

Además, la cantidad o proporción en que se encuentran ciertos elementos, en general influyen en las propiedades de los materiales de construcción. Por ejemplo, un alto contenido de silicato tricálcico en un cemento produce en los morteros y hormigones preparados con el mismo, un endurecimiento rápido con resistencias altas a temprana edad. 2.2 Resistencia a la oxidación y/o corrosión Los materiales tienen la característica de deteriorarse por la acción del tiempo y los agentes naturales o artificiales que los rodean. Esta acción hace que el material se desintegre paulatinamente por lo que pierde sus propiedades. La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza en forma de óxidos o sulfuros, y sólo pueden obtenerse de estos compuestos naturales mediante la aportación de grandes cantidades de energía. Los metales así obtenidos se encuentran en una situación inestable , y en contacto con el medio ambiente (atmósfera, agua, suelo, etc.), tienden a recuperar su estado natural. Esta tendencia es lo que origina la oxidación y corrosión. En el caso particular del hierro y de los aceros la oxidación y corrosión da lugar a su transformación progresiva en óxidos de hierro hidratados, con la consiguiente destrucción de los mismos. La oxidación es producida por la acción del oxígeno sobre el metal. El fenómeno se intensifica con la temperatura. Se forma una película de óxido sobre el metal. Hay materiales que tienen mayor o menor afinidad con el oxígeno. Entre los que tienen mayor afinidad figuran el aluminio y el magnesio. Entre las de menor afinidad el cobre y el estaño. El hecho de que tenga mayor o menor afinidad con el oxígeno no es el único factor que determina la oxidación total del metal. Si el óxido que se forma determina una película cerrada y continua, le resulta muy difícil al oxígeno atravesar esa capa, como sucede con el aluminio. En cambio, si la película de óxido es porosa, el oxígeno penetra carcomiendo el núcleo,

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desprendiéndose las capas exteriores; tal es el caso del hierro. La corrosión se diferencia de la oxidación porque el agente intensificador es la electrólisis. En la unión de los metales diferentes se origina una pila galvánica la entrar en acción el agua (humedad del ambiente) que hace las veces de electrolito. El metal se va desintegrando por la acción de la electricidad. La corrosión de una chapa del mismo material se explica que los granos cristalinos que constituyen la chapa están compuestos por distintas fases del metal, por lo que se origina una diferencia potencial que, unido a la acción del agua, da como resultado la picadura del metal. La corrosión se protege cubriendo la pieza con un material que tenga mayor resistencia la corrosión que la pieza en cuestión, por métodos electrolíticos (niquelados, cromados, etc.) También se pueden proteger con sustancias orgánicas que impidan el paso de los agentes corrosivos, como las pinturas, barnices, etc. 2.3 Estabilidad química En general es una propiedad más importante que la anterior. Interesa en algunos casos la resistencia que opone un cierto material al ataque de los agresivos químicos., que pudieran alterar sus propiedades tal como la resistencia a los esfuerzos mecánicos, el pulimento, el color, la duración, etc. Otras veces lo que interesa es la inestabilidad química ciertos materiales en determinados estados, como ocurre con los aglomerantes. 3 PROPIEDADES MECANICAS 3.1 Resistencia a los esfuerzos Se denomina resistencia de un material al mayor o menor grado de oposición que presenta a las fuerzas que tratan de deformarlo. Las moléculas de los cuerpos tienden a mantenerse unidas, en virtud de la cohesión existente entre ellas y que se opone a la separación o, en general a la modificación de las distancias intermoleculares.

El grado de resistencia se define, para algunos tipos de solicitaciones, por el cociente entre al fuerza que se ejerce sobre el cuerpo y la sección transversal del mismo. En consecuencia, si la carga se expresa en kilogramos y la sección en centímetros cuadrados, la unidad de resistencia será Kg/cm2, aunque en algunas ocasiones se utiliza también t/cm2 y Kg./mm2 . 3.2 Tenacidad Al hacer actuar una fuerza sobre un cuerpo, éste sufre deformaciones que aumentan a medida que la fuerza también aumenta. Estas deformaciones en algunos materiales pueden ser relativamente grandes con respecto a la dimensión primitiva, antes de producirse la rotura, mientras que en otras se llega a la rotura por incremento de las fuerzas actuantes, con pequeña deformación. Se llama tenacidad, a la propiedad de los materiales de admitir una deformación considerable antes de romperse. También se define como tenacidad a la medida de la energía requerida para hacer deformar o hacer fallar un material. La energía que es el producto de la fuerza por distancia y que se expresa en kilogramos-metro (kgm) está íntimamente ligada con el área bajo la curva esfuerzo-deformación. Un material dúctil, con igual resistencia que un material no dúctil, requerirá más energía para fallar, y será más tenaz. Para medir la tenacidad se usan los ensayos de CHARPY o de IZOD, que sólo difieren en la forma y sujeción de las probetas y en el método de aplicación de la energía. 3.3 Fragilidad Por el contrario se llama fragilidad a la propiedad de los materiales de romperse con poca o ninguna deformación o bien cuando se requiere pequeña energía empleada para hacer fallar al material (menor área diagrama). La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Técnicamente la fragilidad se define como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.

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La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a deferencia de la rotura dúctil, ya que la energía absorbida por unidad de volumen viene dada por:

Si un material se rompe prácticamente sin deformación las componentes del tensor deformación resultan pequeñas y la suma anterior resulta en una cantidad relativamente pequeña. Existen otros términos frecuentemente confundidos con la fragilidad que deben aclarados: Lo opuesto a un material muy frágil es un material dúctil. Por otra parte la dureza no es opuesto a la fragilidad, ya que la dureza es la propiedad de alterar la superficie de un material, que es algo totalmente independiente de si ese material cuando se fractura tiene o no deformaciones grandes o pequeñas. Como ejemplo podemos citar el diamante que es el material más duro que existe, pero es extremadamente frágil. La tenacidad puede estar relacionada con la fragilidad según el módulo de elasticidad, pero en principio un material puede ser tenaz y poco frágil (como ciertos aceros) y puede ser frágil y nada tenaz (como el barro cocido). 3.4 Elasticidad Hemos dicho que los materiales al ser sometidos a un esfuerzo sufren deformaciones en general. Si al suprimirse la carga que produjo la deformación, ésta desaparece, se dice que el cuerpo es o se ha comportado como elástico; pudiéndose definir la elasticidad como la propiedad de los cuerpos deformados de recuperar su forma inicial una vez desparecida la fuerza deformante. Para producir la deformación es necesario desarrollar cierto trabajo, el cual es restituido cuando se deja al cuerpo que recobre su forma; puede también definirse la elasticidad en la siguiente manera: capacidad de un cuerpo deformado de devolver el trabajo de deformación. En rigor no existen materiales que sean perfectamente elásticos, o sea, que pierdan totalmente la deformación

adquirida al cesar de actuar la fuerza, pues aún aquellas producidas por fuerzas reducidas no desaparecen del todo, quedando una cierta parte que se denomina deformación permanente o deformación residual. Pero en los casos en que dichas deformaciones permanentes son de magnitud suficientemente reducidas, se lo considera dentro de ciertos límites como elásticos. A las deformaciones que desaparecen totalmente al cesar de actuar la fuerza que la produjo, se llaman deformaciones elásticas. Fundamentación teórica La elasticidad es estudiada por la teoría de la elasticidad, que a su vez es parte de la mecánica de sólidos deformables. La teoría de la elasticidad (TE) como la mecánica de sólidos (MS) deformables describe cómo un sólido (o fluido totalmente confinado) se mueve y deforma como respuesta a fuerzas exteriores. La diferencia entre la TE y la MS es que la primera sólo trata sólidos en que las deformaciones son termodinámicamente reversibles. La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se ha mencionado, con la capacidad de un sólido de sufrir transformaciones termodinámicas reversibles. Cuando sobre un sólido deformable actúan fuerzas exteriores y éste se deforma se produce un trabajo de estas fuerzas que se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial elástica y por tanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido se comportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse de forma reversible, en este caso decimos que el sólido es elástico. 3.5 Plasticidad Es la propiedad contraria a la elasticidad. Es decir que un cuerpo es plástico cuando mantiene la deformación después de haber desaparecido la carga que la produjo, sin que se note pérdida apreciable de cohesión entre las moléculas, es decir sin que sobrevenga la rotura. 3.6 Rigidez La rigidez tiene que ver con la magnitud de la deformación que ocurre bajo la carga; dentro del período de deformaciones

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elásticas, la rigidez se mide por el módulo de elasticidad. Cuando mayor es este coeficiente, más rígido es este material, mientras mayor sea el esfuerzo requerido para producir un deformación dada, más rígido se considera el material. No existe ninguna de la medida de la rigidez en el período plástico. 3.7 Isotropía y Anisotropía Un material es isótropo cuando tiene las mismas propiedades en todas las direcciones y es anisótropo teniendo diferentes propiedades en diferentes direcciones. Pueden considerarse prácticamente como isótropo a los metales fundidos. Casos típicos de materiales anisótropos los constituyen las maderas que ofrecen marcadas diferencias de sus propiedades según la dirección de las fibras. Casos físicos de isotropía Por ejemplo, cuando medimos el comportamiento de la luz al atravesar un objeto, los cristales anisótropos presentan distintos índices de refracción en función de la dirección del haz de luz. Esta propiedad es constante en un cristal isótropo. La estructura interna de un mineral determina su comportamiento isótropo o anisótropo. Si éste no posee una organización interna, o si ésta es muy regular, se trata de un mineral isótropo. Cualquier otro es considerado anisótropo. Por lo tanto nos esta diciendo que las propiedades del medio no son idénticas en todas las direcciones. La anisotropía (opuesta de isotropía) es la propiedad general de la materia según la cual determinadas propiedades físicas, tales como: elasticidad, temperatura, conductividad, velocidad de propagación de la luz, etc. varían según la dirección en que son examinadas. Algo anisótropo podrá presentar diferentes características según la dirección. Anisotropía de sólidos La anisotropía de los materiales es más acusada en los sólidos cristalinos, en los que se evidencia una relación directa con la estructura atómica y molecular del cuerpo en cuestión.

4 PROPIEDADES TECNOLOGICAS Estas propiedades, que no detallamos en particular por su gran número, son las que permiten a los materiales recibir las formas requeridas para su empleo en construcción. Las operaciones pueden ser de agregación (adherencia – soldabilidad) y consiste en la unión de materiales de igual o distinta especie ya sea por medios físicos, químicos o mecánicos; de separación, las que se efectúan para dar la forma y tamaño deseado al material, cortándolo, separándolo o dividiéndolo y por último las de transformación que son las que modifica la forma de un material sin agregarle o sacarle nada buscando la forma óptima para su utilización en obra (laminación, forjado, plegado, moldeado). 4.1 Forjabilidad Es la facilidad de dar forma a golpes. La forja es el arte y el lugar de trabajo del forjador o herrero, cuyo trabajo consiste en dar forma al metal por medio del fuego y del martillo. Una forja contiene básicamente una fragua para calentar los metales (normalmente compuestos de hierro), un yunque y un recipiente en el cual se pueden enfriar rápidamente las piezas forjadas para templarlas. Las herramientas incluyen tenazas para tomar el hierro caliente y martillos para golpear el metal caliente. En la forja se modela el metal por deformación plástica y es diferente de otros trabajos del hierro en los que se retira o elimina parte del material mediante brocas, fresadoras, torno, etc., y de otros procesos por los que se da forma al metal fundido vertiéndolo dentro de un molde (fundición). 4.2 Maleabilidad Es la posibilidad de reducir el material a laminas delgadas. La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos a ser trabajados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. También presenta esta característica, en menor medida, el aluminio habiéndose popularizado el papel de aluminio como envoltorio conservante

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para alimentos así como en la fabricación de tetra-brick. Todo aquello que se puede reducir a láminas. 4.3 Ductilidad Es la posibilidad de reducir el material a hilos delgados. La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse ostensiblemente sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales poco o nada dúctiles se clasifican de frágiles. En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada. En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse, siendo el opuesto al metal frágil, que se rompe sin apenas deformación. No debe confundirse dúctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material está soportando una fuerza considerable; esto es, mientras la carga sea pequeña, la deformación también lo será, pero alcanzado cierto punto el material cede, deformándose en mucha mayor medida de lo que lo había hecho hasta entonces pero sin llegar a romperse. En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga. Desde un punto de vista tecnológico, al margen de consideraciones económicas, el empleo de materiales dúctiles presenta ventajas: En la fabricación: ya que son aptos para los métodos de fabricación por deformación plástica. En el uso: presentan deformaciones notorias antes de romperse. Por el contrario, el mayor problema que presentan los materiales frágiles es que se rompen sin previo aviso, mientras que los materiales dúctiles sufren primero una acusada deformación, conservando aún una cierta reserva de resistencia, por lo que después será necesario que la fuerza aplicada siga aumentando para que se provoque la rotura.

La ductilidad de un metal se valora de forma indirecta a través de la resiliencia. La ductibilidad es la propiedad de los metales para formar alambres o hilos de diferentes grosores. Los metales se caracterizan por su elevada ductibilidad, la que se explica porque los átomos de los metales se disponen de manera tal que es posible que se deslicen unos sobre otros y por eso se pueden estirar sin romperse. ENSAYOS de MATERIALES Los ensayos tecnológicos son en general cualitativos a diferencia de los mecánicos que son cuantitativos. Los ensayos de materiales pueden ser realizados con uno de tres objetos: 1. Suministrar información de la calidad

de un producto. Se realizan entonces Ensayos de control y se refieren a las condiciones que deben reunir los materiales indicados por especificaciones establecidas en los contratos. Generalmente son ensayos estándar, de rutina, que pueden realizarse con un equipo simple. El grado de precisión exigido no es muy alto y el personal que realiza el ensayo no necesita tener no necesita una preparación científica muy especializada.

2. Desarrollar una mejor información de

materiales conocidos y obtener información de materiales nuevos. Son los ensayos de investigación y están destinados a obtener nueva información de materiales conocidos, o descubrir propiedades de nuevos materiales, o bien introducir reformas a los procedimientos de ensayos utilizados, requieren mayor capacitación científica del personal encargado pues ya no son ensayos de rutina siguiendo fielmente especificaciones ya establecidas.

En general es necesario hacer adaptaciones en las operaciones a los casos nuevos que se presentan.

3. Obtener medidas muy cuidadosas y

precisas de las constantes físicas o de propiedades fundamentales. Son los ensayos científicos, que suministran datos muy precisos que exigen la utilización de personal altamente especializados y un instrumental muy preciso.

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La duración, en general, de estos ensayos es grande y exigen mucho cuidado, paciencia y precisión. Ensayos de control Son estos ensayos los que efectúa más frecuentemente el profesional Arquitecto en obra. Este tipo de ensayo desde el punto de vista de la complejidad del instrumental y magnitud de las instalaciones del laboratorio necesarias se pueden clasificar en: a) Ensayos de Campaña que se refieren

a los que pueden realizarse en obra y en forma expeditiva, con elementos muy simples y de rápida realización, como por ejemplo, un ensayo de granulometría de agregados para hormigón. Los realiza generalmente un laboratorista bajo la vigilancia del inspector de la obra.

b) Ensayos de Laboratorio. Perteneciendo a este grupo los ensayos que exigen una serie de aparatos y un local con ciertas comodidades mínimas y personal estable, etc. Estos pueden ser:

1) Ensayos Destructivos (cuando se utiliza la pieza ensayada).

2) Ensayos no Destructivos (cuando la pieza ensayada no sufre deterioro y puede ser utilizada para el fin que está destinada, por ejemplo, ensayos con rayos x, algunos ensayos de dureza en los metales, análisis magnético, detector eléctrico de fallas, martillo para ensayos de hormigón, etc.)

Normas de ensayos y especificaciones de calidad El comportamiento de los materiales se verifica mediante los ensayos. Por ejemplo el comportamiento mecánico de los materiales se verifica mediante los ensayos de resistencia o ensayos mecánicos, en los lo que se determina la carga de rotura, deformaciones, tensiones elásticas y plásticas, y las variaciones que estos valores pueden experimentar con los distintos tipos de ensayos, cargas y temperaturas, a fin de disponer de los datos prácticos necesarios para mayor seguridad en el proyecto del mecanismo o estructura. Dada la gran variedad de materiales empleados en las construcciones y a la gran variedad que pueden presentar sus propiedades por cambio de formas, dimensiones, temperatura, humedad, etc., es que para caracterizarlos y obtener de las experiencias valores que resulten comparables, los ensayos no pueden realizarse a voluntad sino siguiendo ciertas normas dadas por Institutos o Sociedades especializadas, que imponen los procedimientos a seguir, como resultado de investigaciones propias y por la consulta con las grandes industrias, que en definitiva son las que dan el uso práctico al material. Por ejemplo, en un ensayo de tracción de metales, la norma establece la forma y dimensiones de las probetas, la velocidad de la aplicación del esfuerzo, la temperatura, etc., pues si no se hacen ensayos con diferencias en estos factores, los resultados obtenidos no son comparables. Ensayos mecánicos Para verificar en los materiales el comportamiento bajo la acción de los esfuerzos, en condiciones análogas, se realizan los distintos ensayos mecánicos: Clasificación de los ensayos mecánicos Se clasifican en: 1) Ensayos estáticos: Aplicación lenta y

progresiva de de la carga donde la rotura del material sobreviene, en el lapso de algunos minutos, puede ser: a) Tracción: metales, morteros,

tierras, plásticos y maderas. b) Comprensión: Hormigones,

maderas, metales y plásticos.

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c) Flexión: Hormigones, maderas, metales y plásticos.

d) Torsión: metales y hormigones. 2) Ensayos dinámicos (o de choque):

cargas dinámicas de impacto donde la rotura del material es instantánea. Puede ser:

a) Flexión por choque: metales y

maderas. b) Tracción por choque: metales,

cables. c) Torsión por choque: metales.

3) Ensayos de duración: consiste en la

aplicación de cargas estáticas o dinámicas durante días, semanas o meses. Se clasifican a su vez en:

3.1) de tensiones repetidas (fatiga y cargas dinámicas) que pueden ser:

a) Flexión rotativa: en metales y

hormigones. b) Torsión rotativa: en metales. c) Tracción y comprensión: en

metales y hormigones. d) Impactos repetidos en metales.

3.2) de deformaciones en el tiempo (efecto creep, cargas estáticas constantes): a) Tracción: metales, hormigones, maderas.

Periodo económico de una obra Durabilidad de los materiales Al referirnos a las técnicas de construcción sea albañilería, carpintería, cubiertas, instalaciones, etc. es necesario destacar la importancia del concepto de durabilidad. Para precisar este concepto, es necesario recurrir al de duración de la vida de los elementos que intervienen en la construcción. Tomemos como ejemplo el caso de una lámpara de incandescencia. Actualmente no se puede exigir a esta lámpara un funcionamiento perpetuo, aparte de las roturas accidentales (choques, etc.). Tampoco sería económico exigir una gran duración, pues esto llevaría a dificultades de fabricación que, aunque no imposible, sería muy costoso resolverlas; y el aumento del precio no sería compensado por el aumento de duración. Actualmente el tiempo de vida económico de una lámpara de incandescencia se sitúa entre las 1000 y 1500 horas. Esta duración, relativamente pequeña en

comparación con los demás elementos de la construcción, ha debido ser introducida en forma contractual, pues evidente que sin cláusula sobre dicha duración, el peligro de aceptar lámparas de mala calidad será grande. El pliego de condiciones aceptadas por los fabricantes de las lámparas obliga para las lámparas de incandescencia una vida mínima de 1000 horas., cifra adoptada actualmente en todos los países y que es válida como valor medio y para determinadas condiciones de ensayo. Hay que tener en cuenta que se trata de un duración de laboratorio, determinadas en condiciones estadísticas. En realidad, si se examina una partida de lámparas se encuentra, por ejemplo que hay solamente un 35% de lámparas cuya vida pasa de 1000 horas. Por el contrario, un porcentaje no despreciable (20%) tiene una vida corta (menos de 200 horas), lo que es de lamentar. En otros términos no debería introducirse solamente el concepto de duración de la vida sino también la dispersión media alrededor de esta duración, ya que ésta tiene gran importancia en los pequeños lotes de lámparas, que son los que intervienen generalmente en la construcción. Lamentablemente, todavía no estamos en condiciones de precisar estas cosas y hay pocos elementos de construcción de los que se conozca el valor medio de la duración de su vida. Además de las lámparas de incandescencia, se pueden citar las lámparas fluorescentes cuya vida varía, según los tipos, entre 2500 y 1500 horas. Si se estudia en conjunto el problema de la duración de la vida de un edificio, hay que tratar por separado la durabilidad de los elementos sustentantes y la de los demás elementos. a) La durabilidad de los elementos

sustentantes (fundaciones, estructura, paredes de carga, entrepisos, suelos, entramados de cubiertas) es la condición esencial para la duración de un edificio. Conviene que el conjunto de los elementos sustentantes esté proyectado para duraciones iguales, y es inútil colocar un elemento de mucha duración sobre estructuras de carácter provisional.

b) Prácticamente, se puede adoptar la clasificación siguiente:

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• construcción provisional: menos de 10 años de vida.

• Construcción semiprovisional: más de 10 años de vida.

• Construcción durable: más de 40 años de vida.

• Construcción permanente: más de 100 años de vida.

c) La durabilidad de los elementos no

sustentantes no está obligatoriamente ligada a la de los elementos sustentantes. Se pueden adoptar para la clasificación de éstos elementos, la de la tabla siguiente:

ELEMENTOS DURACION MINIMA (en años) CALIDAD SUPER MEDIA INFER

Paredes y tabiques 100 25 8 Cubiertas 100 20 5 Revestimientos y revoques internos 100 15 5 Revoques interiores 50 20 5 Decoración interior 15 5 2

Se observará que no contiene indicaciones para los pisos, elementos cuya duración es muy importante, pero que varía mucho con las condiciones de su empleo. Claro está que estos valores se dan solo como una indicación y en el estado actual de nuestros conocimientos no se pueden pueden precisar los períodos de vida probable de más elementos que de los que hemos hablado al principio de este párrafo. Por otra parte, es difícil muchas veces determinar cuando acaba la vida de un elemento, pues si para un elemento sustentante se puede tomar su rotura como criterio, también puede ser necesario tomar como criterio una flecha máxima (o un agrietamiento). Para los revoques gruesos y finos todavía es más complicado; aparte del caso de que se despeguen del muro a que están aplicados, fenómeno de rotura bastante bien definido, el envejecimiento puede ser lento y limitarse a una modificación del aspecto. Por esto es que es esencialmente bajo un punto de vista cualitativo que vamos a considerar el problema de envejecimiento y de la corrosión de los edificios, y de la protección contra estos fenómenos. El envejecimiento

Se distingue en general el fenómeno de envejecimiento del de corrosión, pero aquí tomaremos la primera expresión en su sentido más general de deterioro progresivo de los materiales, tanto si este deterioro es lento como rápido, profundo como superficial, o si se trata solamente de una modificación de aspecto perjudicial a la estética. Los estudios sobre el envejecimiento son bastante escasos en su aspecto total; los más frecuente son observaciones diversas sobre el deterioro de diversas clases de materiales de construcción y estudio sobre la corrosión de los metales o el envejecimiento de las pinturas y los impermeabilizantes. Estos problemas pueden atenderse, ya por observación directa, ya por estudios de laboratorio, y es necesario conocer la limitada validez de estos dos métodos. Los estudios directos, por ejemplo, se han llevado sobre la observación de las corrosiones metálicas, de la disgregación por el hielo de la los materiales porosos, de la influencia de la radiación solar sobre las impermeabilizaciones, de la penetración de la lluvia, de la influencia de la inclinación de los techos, de la durabilidad de los revoques grueso y fino, de la fisuración de los hormigones livianos, del envejecimiento de las pinturas, pero lo cierto es que, en conjunto, por este procedimiento apenas se han obtenido más que datos cualitativos. De todas maneras, veremos como puede ser esto también indicaciones sobre la influencia del clima en su envejecimiento. Los estudios de laboratorio son de dos categorías bien distintas: en primer lugar, los estudios analíticos sobre el envejecimiento o la corrosión: acción de los productos químicos, de agentes físicos, de las bacterias, etc. Pero, para obtener resultados de aplicación práctica, en general es necesario intensificar o acelerar la acción de estos diversos causantes del envejecimiento. Y llegamos aquí al problema de los ensayos, que ya no son de investigación, sino de control, cuya validez es extremadamente difícil de precisar. Este es el caso, por ejemplo, de los ensayos de heladicidad para las rocas, ladrillos, hormigones, etc. En Canadá se hicieron experiencias en 1947 sobre 485 muestras de ladrillos que demostraron que el ensayo normalizado en este país de

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heladicidad para ladrillos no tenía ninguna validez; esto es general, y el desacuerdo entre los procedimientos de ensayo utilizado en diversos países demuestra bien nuestra inseguridad actual. En rigor, el ensayo de heladicidad puede servir para comparar entre sí las piedras calizas y clasificarlas, pero no para hacerlo con todos los materiales en general. Añadamos por otra parte que si se atribuye generalmente la disgregación de los materiales porosos por el hielo a la expansión producida por la congelación del agua (10% de volumen lo que se traduce en una presión de 10 kg/cm2), hay autores que creen está demostrado (en particular para el hormigón) que esto es debido a otro fenómeno (segregación de capas). Se ha intentando relacionar la heladicidad con otras características de los materiales, con la absorción de agua, por ejemplo, o con la estructura de los poros; pero los resultados no están muy claros y hay que contentarse actualmente con ensayos empíricos de validez muy limitada. Los ensayos de envejecimiento acelerado son otro ejemplo de ensayos de control en los que no se puede tener más que una confianza limitada, y que ni aún pueden servir, por ejemplo, para clasificar la totalidad de los productos de una misma clase, tales como los revestimientos impermeabilizantes. Es bien evidente, por otra parte, que cuando se trata de reproducir -intensificando y acelerando- los agentes de envejecimiento, tan extremadamente diversos, se presentan considerables dificultades. Por ejemplo, exponer las pinturas a ciclos acelerados de acción del calor, de los rayos ultravioletas, de la humedad; o las impermeabilizaciones a ciclos acelerados de acción de la radiación, del agua, del calor y del frío, no permiten obtener informaciones válidas mientras estos ensayos no hayan sido cotejados con los envejecimientos reales; hasta ahora este cotejo solo se ha podido verificar en un número de casos muy limitado. Sin embargo, esta cuestión es esencial, y confiamos en lo que hemos dicho a propósito del concepto de durabilidad habrá demostrado su importancia económica; aunque no fuera más que para los pliegos de condiciones, sería casi indispensables para todos los materiales recurrir a ensayos de envejecimiento, pues este es el criterio de calidad más esencial,

sin el cual la adopción de materiales más baratos puede ser un error económico. Prácticamente, tales ensayos funcionales no son posibles y hay que resignarse a los ensayos clásicos (porosidad, permeabilidad, heladicidad, etc.) para las piedras, ladrillos, hormigones, maderas, etc.; para los materiales nuevos (en particular plásticos) estos ensayos empíricos no existen, lo que muchas veces es un gran inconveniente. Esto explica porqué el desarrollo de los materiales o procedimientos no puede ser muy rápido, a causa de la incógnita que constituye el envejecimiento. Sin duda, esta es una de las causas esenciales de la lentitud de las modificaciones en las técnicas de la construcción. Hay que subrayar también que si los estudios de envejecimiento permiten conocer los procedimientos más económicos, sólo lo permiten para condiciones determinadas, en particular para condiciones climáticas dadas, citando un ejemplo concreto como puede ser el estudio sobre la duración de las pinturas en función de la cantidad de calor recibida por día en distintas localidades tropicales. Si este resultado, obtenido sobre el conjunto de las pinturas, pudiese ser más detallado y si se pudiesen distinguir las diversas clases de pinturas, sería posible, sin duda, determinar cuales son más económicas para cada clima. Causas físicas y funcionales de la depreciación Mantenimiento de las obras En lugar de clasificar estas indicaciones por materiales, las clasificaremos por los agentes de envejecimiento. Entre los cuales distinguiremos: 1. Las acciones mecánicas (desgaste,

choques, vibraciones)

2. Las acciones climáticas (atmósfera)

3. Las acciones químicas: a- Acción del suelo y de las aguas

subterráneas b- Acción entre materiales

incompatibles. c- Acción de las aguas de

abastecimiento y residuales. d- Acción de los productos químicos.

4 - La acción de los seres vivos.

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1 Acciones mecánicas y su protección Desgaste La resistencia al desgaste tiene particular importancia en los pavimentos y pisos. Hay que hacerse cargo que el desgaste de una pequeña capa de estos materiales es perfectamente aceptable, si no se modifica su aspecto. Existen ensayos, llamados de resistencia al desgaste, cuyo interés sería considerable si se permitiese caracterizar verdaderamente los pavimentos y clasificarlos; lamentablemente -como ocurre en muchos casos de ensayos de envejecimiento los ensayos clásicos, hechos sobre todo para materiales duros y de estructura granular (mosaicos, etc.), no se aplican con validez a los procedimientos más modernos de pavimentos y pisos, y en particular a los pisos de plásticos. El ensayo clásico de desgaste, por frotamiento de una superficie abrasiva, no corresponde exactamente con la acción que se produce sobre el piso al andar sobre él, acción que consiste en un esfuerzo vertical bastante intenso combinado con un esfuerzo rasante horizontal y no en una abrasión, ya que el pie no resbala sobre el suelo. Además estos esfuerzos se ejercen sobre una superficie (huella del pie) que varía según sea la dureza del material y sería equivocado no tener en cuenta más que la resistencia mecánica. Se puede esperar que próximamente se lleven a cabo ensayos más de acuerdo con la realidad; de momento solo es posible, sobre la resistencia al desgaste, dar informaciones cualitativas. Un caso particularmente importante de protección contra el desgaste es el de las aristas salientes de los peldaños de la escalera, en donde deben colocarse revestimientos especiales (con preferencia guardacantos metálicos o de caucho). El desgaste también puede causarse al limpiar con productos muy abrasivos, defecto que es muy importante evitar para la conservación de las superficies pintadas o esmaltadas. Finalmente, el desgaste puede ser producido en el exterior por el viento cargado de polvo -peligro especialmente importante cerca de las dunas o médanos- por esto conviene emplear revestimientos

bastante duros, ya que ciertas piedras blandas y algunos ladrillos resisten mal a estos efectos de abrasión. Choques y Vibraciones Las paredes y los pisos deben ser capaces de resistir los choques normales en su servicio sin deteriorarse; este punto requiere un examen particular en las construcciones industriales. La resistencia al choque es una característica conocida para la mayor parte de los materiales; en algunos casos nos lleva a eliminar los materiales duros, pero frágiles. Las vibraciones o choques repetidos tienen un efecto más perjudicial que los choques ocasionales, pues pueden conducir a un deterioro lento pero progresivo por ejemplo: ensanchamiento progresivo de las juntas de dilatación o de trabajo en seco; amontonamiento en la parte inferior de suciedad en las cámaras de aire verticales; aplastamiento y rotura de un material con baja resistencia al choque debajo una losa flotante. También se presentan a veces fenómenos de fatiga (rotura por la acción de esfuerzos repetidos con frecuencia), por ejemplo, en tuberías de plomo sometidas a un régimen vibratorio de distribución de fluido. Se pueden efectuar ensayos de resistencia a las vibraciones y choques repetidos; son indispensables para los materiales livianos y materiales frágiles. 2 Las acciones climáticas

(atmósfera) La corrosión atmosférica La acción de aire húmedo es bien conocida: es el fenómeno de la corrosión, cuyo grado depende del metal, pues hay algunos que resisten mejor a la corrosión que otros, pero depende también de las características de la atmósfera, ya que la corrosión aumenta considerablemente con la presencia de humedad y de impurezas (compuestos sulfurosos o sulfatados, ávido, sales, cenizas, humos, etc.) Se pueden distinguir cuatro tipos de atmósferas esenciales para la corrosión: Industrial: zonas industriales (grado de corrosión más acentuado en el centro de estas zonas y para determinadas industrias)

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Urbana: zonas urbanas residenciales (pueden también contener industrias medianas) Marítima: sin industria pero con aire cargado de sal. Rural: sin problemas aparentes La oxidación de los metales, no es siempre fuente de deterioro, ya que la película de óxido formado constituye en ciertos metales una verdadera capa de protección (cobre, plomo, zinc, aluminio y algunas de sus aleaciones). Para tener una estimación cuantitativa de la corrosión se puede observar el cuadro siguiente que consigna las profundidades de corrosión (espesor de la capa de metal corroída, en milésimas de milímetros por año). TIPOS de ATMOSFERAS METAL INDUST URBAN. MARITI. RURAL ACE. DULCE 120 70 50 40 ACE GALV 15 7,5 - 2,5

Protección de los metales contra la corrosión atmosférica Existen numerosos procesos para la protección contra la corrosión atmosférica, y a veces es difícil elegir el que conviene:

• La pintura para los metales ferrosos.

• La metalización (se cubre con un metal más resistente a la corrosión) puede ser:

a) por electrólisis (cromado, niquelado, galvanizado, etc.) b) por inmersión (estañado, galvanizado, etc.)

• Los revestimientos bituminosos. • Los revestimientos de plástico o

de caucho. • Los revestimientos con capa

delgada de óxido (anodizado). • La parberización (protección

formada por una capa de fosfatos sumergiendo la pieza en un baño) adoptada sobre todo para los herrajes.

• El recubrimiento del acero por el hormigón.

Protección de los materiales no metálicos contra la corrosión atmosférica Las atmósferas secas en general no son corrosivas, pero no ocurre los mismo con las atmósferas húmedas y la humedad es responsable de numerosos

envejecimientos prematuros. La corrosión se acentúa todavía si la atmósfera contiene impurezas industriales o si el clima hace que las heladas sean muy rigurosas. Las condiciones térmicas de verano también pueden ser, en algunos casos, causa de envejecimiento prematuro. Las atmósferas industriales son particularmente peligrosas por la cantidad de anhídrido sulfuroso que contienen, que se oxida en el aire produciendo ácido sulfúrico altamente corrosivo. Por este motivo las atmósferas industriales son peligrosas para las tejas, las piedras, las pizarras y hasta para los hormigones y algunas pinturas. En estos materiales se producen escamas a consecuencia de la cristalización de sulfatos en los poros y este efecto es más importante en las superficies resguardadas que en las que están expuestas a la lluvia. En estos casos conviene elegir materiales de calidad especial indicadas en general por la experiencia local o por ensayos de laboratorio, pues la utilización de procedimientos para proteger los materiales tiene el inconveniente de la ineficacia del tratamiento al cabo de algunos años. El estudio de cementos resistentes a los sulfatos para morteros y hormigones es particularmente importante. Los efectos de la humedad son muy variables y pueden ser:

• Deterioro de los revoques y cielorrasos de yeso, de los empapelados bajo la acción de humedad prolongada.

• Debilitación de las colas que fijan los revestimientos.

• Alabeo de las maderas. • Separación de las hojas de las

maderas terciadas. • Decoloración de las pinturas. • Despegue de las películas de

pintura o de los revoques impermeabilizantes por la presión del vapor con la temperatura.

• Acción de los sulfatos. • Acción de las sales solubles. • Acción de los microorganismos y

mohos sobre la madera. • Heladicidad.

Los efectos de la sequedad pueden ser:

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• Retracción en las maderas. • Retracción el hormigón, que

puede producir fisuraciones de distintos tipos.

Los efectos de la temperatura:

• Desarrollo de hongos y otros insectos.

• Fraguado acelerado de morteros y hormigones.

• Reblandecimiento de los impermeabilizantes.

3 Las acciones químicas a) acción del suelo y las aguas subterráneas

• Se produce corrosión de los metales en el suelo, por electrólisis cuando existe agua con sales disueltas en el suelo. Se crea una corriente entre el metal y solución que provoca la corrosión. No hay metal que pueda resistir esta acción.

• Acción de las aguas subterráneas sobre piedras, ladrillos y hormigones por la presencia de sulfatos solubles, aguas muy puras de nieve, aguas selenitosas, las magnesianas.

Como medidas de protección se debe emplear cementos aluminosos. b) acción entre materiales incompatibles Materiales incompatibles (que no se deben colocar juntos):

• Cobre y Zinc. • Cobre y Acero galvanizado. • Aluminio y Cobre. • Aluminio y Bronce. • Cobre y Bronce y ciertos cauchos

galvanizados. • Plomo y morteros en hormigón

fresco. • Algunas aleaciones de aluminio en

mortero y hormigón fresco. • Metales y oxicloruros de

magnesio. • Acero o Plomo y madera de roble

húmeda. • Ciertas piedras y ladrillos entre sí. • Cemento y ácidos inapropiados.

• Pintura y soporte alcalino, por ejemplo, ciertos revoques de cemento o cal

c) acción de las aguas de abastecimiento y residuales La protección contra las aguas residuales es análoga a la de las aguas subterráneas y afecta principalmente a las aguas ácidas, en particular a los desagües industriales. La ventilación de los conductos de evacuación mejora la resistencia a la corrosión al facilitar la evaporación de los productos químicos nocivos. Existe corrosión cuando se utilizan distintos metales en una misma distribución: al pasar el agua por un tubo de Cobre disuelve algo de Cobre y lo deposita más lejos, por ejemplo sobre un caño de hierro galvanizado. Otro perjuicio son las incrustaciones. Se evita tratando las aguas. d) acción de los productos químicos Interesa fundamentalmente en las construcciones industriales ya que ciertas sustancias atacan al hormigón Nociones elementales de resistencia

Tensiones y deformaciones A los efectos del estudio del comportamiento de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas que sobre ellos actúan, podemos suponerlos compuestos de moléculas, cuyas posiciones relativas dentro de los cuerpos en cuestión, se mantienen en virtud de la existencia de ciertas fuerzas interiores, que podemos llamar fuerzas moleculares, que se oponen a todo cambio de su posición, conservando de ese modo la forma de los sólidos. Cuando sobre un cuerpo se hace actuar una fuerza exterior, ésta tenderá a modificar las posiciones relativas de las moléculas, a lo cual se opondrá, como ya se dijo, las fuerzas internas, que tratan de conservar las distancias intermoleculares existentes. Estas fuerzas interiores varían con las modificaciones de dichas distancias, o sea con la deformación del cuerpo y crecen a medida que la deformación aumenta, hasta que equilibran a la fuerza exterior,

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con lo cual la deformación cesa de crecer; si la fuerza exterior excede de ciertos valores propios de cada material, las fuerzas internas no podrán equilibrarlas, las distancias moleculares continuarán creciendo y se harán demasiado grandes, en cuyo caso dejarán de actuar las fuerzas intermoleculares, desaparecerá la cohesión y el cuerpo se romperá. Como vemos, las fuerzas exteriores que actúan sobre los cuerpos, provocan en los mismos ciertas deformaciones y hacen nacer en su interior fuerzas interiores que las equilibran, siempre y cuando tales fuerzas exteriores no sobrepasen de ciertos valores determinados cuya magnitud queda definida por el tipo de material y la forma en que se hace actuar las fuerzas. Desde que las construcciones se hacen para que puedan soportar las cargas que sobre ellas pueden actuar, es de gran importancia determinar para los materiales destinados a ser usados en las estructuras resistentes, los valores máximos que puedan resistir sin romperse, o, para usar la nomenclatura usada al definir las propiedades de los materiales la resistencia del material. Pero el valor que se asigna a la resistencia del material para dimensionar estructuras, es en general muy inferior al que produce la rotura, a fin de mantener las deformaciones por debajo de ciertos límites. Hemos dicho que toda fuerza que actúe sobre un cuerpo modifica sus distancias moleculares, o sea que los deforma.

Diagrama de esfuerzo - deformación indicando cada una de las fases de deformación. Esto es válido cualquiera sea la magnitud de la fuerza y aunque la deformación no sea aparente, cuando haya una fuerza actuante existirá una deformación, siendo la posibilidad de su apreciación una cuestión de precisión del instrumental usado.

Ciertos cuerpos tienen la posibilidad de recuperar su forma primitiva, una vez que a desaparecido la fuerza la fuerza que lo deformó; hemos llamado a esta propiedad física, elasticidad que ya la hemos definido. 1. Zona elástica. Durante esta fase,

cualquier fuerza que deforme al material lo hará elásticamente. Esto significa que al retirar la fuerza, el material regresara a su forma original. Dentro de la zona elástica la razón entre el esfuerzo y la deformación es constante hasta llegar al límite de proporcionalidad, donde la razón deja de ser constante, la deformación continuara hasta llegar al esfuerzo de fluencia (comúnmente conocido como esfuerzo de "yielding" ).

2. Plasticidad perfecta o fluencia. Durante esta fase el material se deformara plásticamente, con lo que al retirar la fuerza ya no regresara a su forma original. Durante esta fase suele referirse al material como perfectamente plástico.

3. Endurecimiento por deformación. Al pasar la fase de fluencia, será posible resistir una mayor fuerza (mayor esfuerzo) hasta llegar al último esfuerzo .

4. Estricción. Durante esta fase el material comienza a deformarse sobre una región específica con lo que se vera más angosto en esa región y por ser más angosto la fuerza soportada disminuirá y finalmente llegara a la fractura (fallo), el esfuerzo de fractura se denota por el signo .

En realidad no existen cuerpos y materiales que sean perfectamente elásticos, o sea que pierdan totalmente la deformación adquirida, después de actuar la fuerza, pues aún aquellas producidas por fuerzas reducidas no desaparecen del todo, quedando una cierta parte que se denomina permanente o residual. No obstante esto, algunos materiales por debajo de determinados valores máximos de las fuerzas exteriores, sufren ciertas deformaciones que una vez que cesa la causa desaparecen y pueden ser considerados dentro de ciertos límites, como elásticos.

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A las deformaciones que desaparecen al dejar de actuar la fuerza que la produjo, las llamaremos deformaciones elásticas. Para deformar un cuerpo es necesario que las fuerzas realicen un trabajo, por ejemplo, cuando se comprime un resorte, si el cuerpo deformado estaba en las condiciones establecidas para ser considerado como elástico, devolverá ese trabajo al desaparecer la carga. Otras veces el cuerpo es parcialmente elástico, o sea que solo recupera en forma parcial sus dimensiones primitivas, conservando una parte de la deformación como con carácter permanente. En este caso al desaparecer la fuerza, el trabajo restituido es el que corresponde a la deformación elástica mientras que el usado para producir la deformación permanente se dispersa en forma de calor. En general, la utilización de materiales resistentes en las construcciones se realiza en condiciones tales que las cargas o fuerzas que sobre los mismos actúan no superan las condiciones establecidas para que actúen como elásticos, y lo que es más aún se conservan dentro de una cierta medida por debajo de los límites máximos establecidos, dejando un determinado margen de seguridad para circunstancias imprevistas. Las deformaciones que sufren los cuerpos dentro de los límites en los cuales se comportan como elásticos son por lo común considerablemente menores que los que adquieren cuando empiezan a comportarse en mayor o menor grado como cuerpos plásticos, o sea que retienen las deformaciones. Esfuerzo Específico - Tensión o Fatiga

Si sobre una cierta área F de un cuerpo (fig.1.1) actúa una fuerza P, podemos expresar que el esfuerzo promedio a que está sometida el área F estará dado por

∆P P = ------------

∆ F Cuando la fuerza ∆P actúa, se la puede considerar haciéndolo con igual intensidad en todo el área ∆F y el esfuerzo promedio por unidad de superficie dado por

expresión anterior se denomina esfuerzo específico, tensión o fatiga.

La fuerza ∆P puede tener una dirección o ángulo α cualquiera con respecto al plano que contiene el elemento superficial ∆F. Cuando la dirección de ∆P es normal al plano de ∆F (ángulo de 90°) (fig. 1.2) las tensiones que desarrollan se denominan tensiones normales y se las identifica con la letra τ. Si la fuerza ∆P actúa en el mismo plano que contiene a ∆F (fig. 1.3) las tensiones se llaman tensiones tangenciales, caracterizadas con la letra τ.

Si la fuerza actuante no es normal a ∆F ni coplanar con ella, siempre es posible descomponerla en dos, que realicen sobre el cuerpo una acción equivalente. Por lo tanto, si elegimos como direcciones de las fuerzas que reemplazaran a la primitiva dos que sean respectivamente paralelas (T), y normal (N) a ∆F, éstas nos darán a su vez una tensión normal τ y una tensión tangencial τ. Podemos entonces establecer que la tensión P originada por ∆P en ∆F puede ser siempre descompuesta en una tensión normal y en una tensión tangencial; cuando la dirección de ∆P coincide con N, la tensión τ valdrá cero y P será igual a τ y cuando ∆P coincida con T la tensión que se anulará será τ y ∆P valdrá τ.

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Casos de resistencia simple Tracción Si consideramos una pieza de eje de geométrico recto que está sometida a las fuerzas P, aplicadas en los extremos, siendo sus direcciones opuestas y cuya acción tiende a separar dos secciones ideales tales como en A-A' y B-B' se produce un trabajo de tracción, las fuerzas son normales a las secciones y se reparten uniformemente sobre su área F, originando tensiones normales.

La resistencia del elemento depende solamente del material con que está constituida y de la magnitud de la sección transversal pero no de la forma de la misma.

Compresión Si por el contrario, la fuerza tiende a aproximar las secciones que se consideran (fig. 1.5), el trabajo es de compresión. También aquí las tensiones son normales.

Corte En otro caso, la fuerza, en lugar de acercar o separar dos secciones ideales tales como A-A' y B-B'

tiende a hacerlas resbalar, una con respecto a la otra, el caso se denomina de trabajo de corte.

Como la fuerza actúa en el mismo plano de la sección, tendremos tensiones tangenciales.

Flexión Supongamos ahora una pieza de eje recto (fig. 1.7) a y b) estando descargada. Al actuar las cargas la pieza se curva, originando un trabajo de flexión. Al curvarse la pieza las fibras ideales situadas del lado de la concavidad que presenta esta nueva forma se acortan lo cual indica que están siendo comprimidas (Fibra A-B).

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La del lado opuesto, o sea la de la parte convexa se alargan señalando que están soportando tracciones (Fibra C-D). Las fibras que sufren las máximas tracciones o compresiones son las extremas que corresponden a las caras exteriores convexas y cóncavas, respectivamente. A medida que las fibras van correspondiendo a capas más alejadas de las caras cóncavas y convexas las tensiones van disminuyendo de valor hasta anularse para una capa de fibras ideales situadas en un plano que en la flexión simple normal, caso que se considera, es perpendicular al plano en que actúan las fuerzas que producen la flexión de la pieza y pasa por el centro de gravedad de la sección trasversal.

Las fibras cuya tensión es nula se denominan fibras neutras, y el plano en que están situadas, plano Neutro. El valor

de las tensiones que sufren las fibras situadas entre las caras exteriores y el eje neutro puede admitirse dentro de las hipótesis fundamentales en que se basa la Resistencia de Materiales, que varía linealmente, en forma directamente proporcional a su distancia al eje siendo nulas como ya se ha visto en la figura de diagrama de tensión, donde los triángulos, uno corresponde a los de tracción (lado

cóncavo) y el otro a los de compresión (lado convexo).

Simultáneamente con el trabajo de flexión se produce otro tipo denominado de resbalamiento.

Torsión Por último en el caso de la figura 1.8 la fuerza F, hará deformar la pieza haciendo que puntos tales como las A y B pasen a ocupar posiciones tales como A' y B'. Para ello es necesario que las secciones transversales paralelas que contiene a los citados puntos A y B, se desplacen una con respecto a la otra conservando el paralelismo. El trabajo que se efectúa en este caso se denomina de torsión.

Las secciones ideales próximas paralelas tienden a desplazarse una con respecto a la otra sin cambiar su distancia, lo cual implica que la fuerza deformante debe actuar en el mismo plano de las secciones

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consideradas, o sea que las tensiones producidas serán tangenciales. Análogamente con lo dicho en el cado de la flexión, el de torsión indicado en la figura 1.8 además de torsión existen en el cuerpo indicado trabajos de flexión y resbalamiento que por las razones expuestas no consideraremos. Los cinco casos de trabajos detallados, a saber: tracción, compresión, corte, flexión y torsión, constituyen los casos de resistencia simple. Dentro de un mismo cuerpo o estructura pueden ocurrir simultáneamente dos o más de ellos con lo cual se estará en presencia de casos de resistencia compuesta como ya indicamos que sucedía en los ejemplos de las figuras 1.7 y 1.8. Normas I.R.A.M. En el estudio de los diferentes materiales de construcción nos referiremos en todos los casos posibles a normas argentinas, que están en vigencia o estudio y que prepara el IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales). Este organismo, fundado en mayo de 1935, es una entidad civil reconocida por el Superior Gobierno de la Nación como organismo centralizador para el estudio de normas técnicas referentes a materiales y sus aplicaciones. Dicho estudio comprende diversas etapas a saber:

• Preparación del esquema de la norma, mediante la compilación de antecedentes nacionales y extranjeros sobre el tema que considerará luego un Subcomité especializado, pasando a discusión pública de productores, distribuidores y consumidores, a quienes se le pide su opinión.

• Vuelve al referido subcomité que realiza ahora un estudio exhaustivo del

asunto en su faz técnica, redacción, coordinación o relación de dependencias con otras normas existentes, etc.

• Aprobado el esquema por el subcomité se eleva al Comité encargado de revisarlo a fin de uniformarlo y coordinarlo con las demás normas IRAM de esa especialidad.

• Aprobado el anteproyecto pasa al Comité General de Normas como proyecto de norma.

• Con esta etapa termina el estudio de la norma faltando su consideración por el Consejo Directivo.

• Oficialización de las Normas, una vez que el Consejo Directivo aprueba el proyecto, queda sancionado como NORMA IRAM girándose entonces al CUM (Comisión de Uniformación de Materiales), para su oficialización, quien la somete nuevamente a su discusión pública por 6 meses para luego ajustarlo si es necesario y sancionarla como NORMA IRAM PROVISONAL por un año.

• Si transcurrido ese lapso de tiempo no se formulan observaciones de fondo hacia la misma, la CUM la sanciona como NORMA IRAM OFICIAL, debiendo ser aplicada por las reparticiones del Estado.

Las normas pueden ser modificadas siguiendo el ritmo progresista de la Técnica. A tal efecto la CUM hace llegar a IRAM cualquier observación de fondo que se formule.