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Conocimiento y estudio de materiales (página 4)




Enviado por Gustavo Belizan



Partes: 1, 2, 3, 4

  • MÉTODOS:

Cubrir la superficie con arpilleras mojadas

Emplear Agentes de Curado: gomas, resinas….
impermeables que impiden la evaporación

PROCEDIMIENTOS MÁS
USUALES:

POR RECUBRIMIENTO Þ en zonas
cálidas. Consiste en tapar el hormigón con
polietileno

 

POR HUMEDAD Þ regarlo con
H2O Þ simple, pero asegura estabilidad volumétrica
y resistencia del hormigón. Lo ideal es prolongarlo los
28 días.

Problema: en clima cálido y seco Þ
¿CUÁNDO REGAR?

SI HIELA Þ FRAGUADO

POR VAPOR Þ A 50 – 70º C Þ
de 8 a 24 horas (periodo de cura)

Si es rentable la rapidez de ejecución

También en prefabricación, pero Tª 70
– 90º C

Acelera endurecimiento  se consigue en 3
días lo que en condiciones normales se consigue a los
28

POR TEMPERATURA  calentarlo por encima
del aire que lo rodea. Se emplea en
prefabricación

EFECTO DE LA Tª EN EL
HORMIGÓN

EN VERANO

 Velocidad de hidratación del
cemento Þ ¯¯ trabajabilidad

Evaporación H2O

EN INVIERNO

 Velocidad de la hidratación
del cemento  tarda + en llegar a la resistencia
característica

Si hay congelación de H2O de amasado Þ
­­ volumen Þ rotura

HORMIGONADO EN TIEMPO FRÍO

  1. Calentar H2O de amasado (< 40º C)

    Frío no excesivo Þ tiempo adicional al
    previsto para el fraguado

  2. Tª DEL AIRE > 0º C

    El hielo destruye el hormigón Þ
    desecharlo

    Si hay riesgo de haladas  a 50 Kp/cm2 el
    hormigón aguanta el hielo

  3. H2O DE AMASADO SE CONGELA EN LA MASA AL PRINCIPIO
    DEL ENDURECIMIENTO:
  4. H2O DE AMASADO SE HIELA ANTES DE QUE EMPIECE EL
    FRAGUADO:

No existe fraguado Þ calentar ambiente y
masa

HORMIGONADO EN TIEMPO CALUROSO

Especialmente problemático con 
Tª y aire seco  SE ACELERA EL FRAGUADO  hay
que controlar que no se produzca antes de finalizar el
vertido

Si se espera que la Tª de la masa > 24º
C Þ hormigonar al caer la tarde

HORMIGONAR SI Tª > 40º
C

Mojar encofrados

Curar por regado (u otros medios) con
precaución de no lavar componentes

Si H2O de regado está mucho más
fría que el hormigón  FISURAS

 

Encofrado del hormigón

Los encofrados son realmente moldes que se llevan a cabo
con tablas o chapas de metal, rellenando un armazón
previamente preparado con estas chapas con hormigón.
Una vez fraguado este, se desmonta el armazón y queda un
bloque compacto al que se da el nombre de hormigón
armado.

Las técnicas de encofrado permiten dar diversas
formas al hormigón, como escalones, suelos,
pilares, vigas etc.

 

Para el desencofrado, considerando el cemento
Pórtland normal:

  • Encofrados laterales de vigas, muros y columnas: 3
    días
  • Encofrados laterales de losas, dejando puntales : 3
    días
  • Túneles y conductos circulares: 3
    días
  • Fondo de vigas, dejando puntales: 14
    días
  • Fondo de losas, dejando puntales: 14
    días
  • Remoción de puntales de seguridad: 21
    días

Aditivos del hormigón

Son los que le confieren al hormigón
ciertas cualidades especiales.

Los aditivos se deben agregar siempre en forma liquida
al agua y deben dosificarse en forma rigurosa, ya que cantidades
en menos no lograran el efecto deseado y cantidades mayores
pueden ser perjudiciales.

Los aditivos usados utilizados en nuestro país
son:

  • Plastificantes o fluidificantes
    (reducen el contenido de agua).

Se aplica cuando se tiene un hormigón con
agregados de arenas trituradas, para mejorar su
trabajabilidad.

  • Retardadores de frag・

Se pueden utilizar cuando halla la posibilidad de un
transporte prolongado del hormigón fresco;
adaptación del hormigón fresco a las deformaciones
de los encofrados en estructuras de grandes luces;
eliminación de juntas de trabajo en estructuras de grandes
dimensiones, que deben mantenerse monolíticas.

  • Aceleradores de
    endurecimiento.

Se justifica su uso cuando exista la posibilidad
r疳ida de estructuras o pavimentos nuevos o
reparados.

  • Incorporadores de aire.

Mejora el comportamiento del
hormig ante los efectos
alternativos del congelamiento y deshielo, tanto en el
hormig fresco como en el
endurecido.

Ensayos

Dijimos que la consistencia es el grado de fluidez del
hormigón fresco. Para medir este parámetro existen
varios métodos, los más usuales son:

  • Tronco de cono de Abrams
  • Semiesfera de Kelly
  • Mesa de Graf
  • Consistometro de Ve-Be

Adobes

El adobe es un ladrillo de barro sin cocer. Es el
material mas usado en construcciones rurales así como en
viviendas económicas. La tierra con que se hace debe estar
limpia de piedras y con la menor cantidad posible de arena, ya
que este elemento lo hace muy quebradizo.

Con los adobes de hacen muros, bardas y pilastras. Son
muy útiles en zonas áridas y calurosas, aunque
también pueden usarse en lugares lluviosos
colocándose sobre bases de piedra para protegerlos de la
humedad del suelo.

Preparación

El amasado del barro se puede hacer con palas o azadones
o con los pies. Hay que dejar descansar el barro dos días
antes de verterlo en el molde de adobes. La tierra negra o de
cultivo no es buena para la fabricación de
adobes.

Para su secado son colocados de canto, este proceso
requiere alrededor de 3 semanas, al cabo de las cuales resisten
una compresión de 19 a 15 kg por centímetro
cuadrado.

Unidad B4

Ladrillo

Un ladrillo es una pieza cerámica, generalmente
ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a
altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuya dimensiones
suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Se emplea en
albañilería para la ejecución de
fábricas de ladrillo, ya sean muros, tabiques, tabicones,
etc. Se estima que los primeros ladrillos fueron creados
alrededor del 6.000 a.C.

El ladrillo es la versión irreversible del adobe,
producto de la cocción a altas temperaturas.

Su forma
es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes
dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso,
siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las
diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y
testa (la tabla es la mayor).

Por lo general, la soga es del doble de longitud que el
tizón o, más exactamente, dos tizones más
una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por
el contrario, puede no estar modulado.

Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general
de un tamaño que permita manejarlo con una mano. En
particular, destaca el formato métrico, en el que las
dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 cm (nótese que cada
dimensión es dos veces la inmediatamente menor más
1 cm de junta).

Tipos de ladrillo

Según su forma, los ladrillos se clasifican
en:

  • Ladrillo Perforado, que son todos aquellos que
    tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del
    10% de la superficie de la misma. Muy popular para la
    ejecución de fachadas de ladrillo visto.
  • Ladrillo Macizo, aquellos con menos de un 10% de
    perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes
    en dichas tablas y en las testas para ejecución de
    muros sin llagas.
  • Ladrillo Tejar o Manual, simulan los antiguos
    ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia
    tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades
    ornamentales.
  • Ladrillo Hueco, son aquellos que poseen
    perforaciones en el canto o en la testa, que reducen el
    volumen de cerámica empleado en ellos. Son los que se
    usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas
    especiales. Pueden ser de varios tipos:
  • Rasilla: Su Grueso y su Soga son mucho mayores que
    su Tizón. Sus dimensiones habituales son
    24×11.5×2.5
  • Ladrillo Hueco Simple: Posee una hilera de
    perforaciones en la testa.
  • Ladrillo Hueco Doble: Posee dos hileras de
    perforaciones en la testa.

Usos

Los ladrillos son utilizados en construcción en
cerramientos, fachadas y particiones.

Se utiliza principalmente para construir
muros o
tabiques. Aunque se
pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con
mortero. La
disposición de los ladrillos en el muro se conoce
como aparejo,
existiendo gran variedad de ellos.

Aparejos

Aparejo es la ley de traba o disposición de los
ladrillos en un muro, estipulando desde las dimensiones del muro
hasta los encuentros y los , de manera que el muro
suba de forma homogénea en toda la altura del
edificio.

Algunos tipos de aparejo son los siguientes:

Aparejo a sogas: Los costados del muro se forman por las
sogas del ladrillo, tiene un espesor de medio pie (el
tizón) y es muy utilizado para
fachadas de ladrillo cara
vista.

 

  • Aparejo a tizones o a la
    española: En este caso los tizones forman los costados
    del muro y su espesor es de 1 pie (la soga). Muy utilizado en
    muros que soportan cargas estructurales
    (portantes).

 

  • Aparejo inglés: En este
    caso se alternan hiladas en sogas y en tizones, dando un
    espesor de 1 pie (la soga). Se emplea mucho para muros
    portantes en fachadas de ladrillo cara vista. Su traba es mejor
    que el muro a tizones pero su puesta en obra es más
    complicada y requiere mano de obra más
    experimentada.

  • Aparejo en panderete: Es el
    empleado para la ejecución de tabiques, su espesor es el
    del grueso de la pieza y no está preparado para absorber
    cargas excepto su propio peso.
  • Aparejo palomero: Es como el
    aparejo en panderete pero dejando huecos entre las piezas
    horizontales. Se emplea en aquellos tabiques provisionales que
    deben dejar ventilar la estancia y en un determinado tipo de
    estructura de cubierta.

 

Ladrillos refractarios

Los ladrillos refractarios, son los fabricados con
arcilla que contengan un alto porcentaje de alúmina y un
bajo porcentaje de óxidos. Resisten temperaturas hasta de
1580 grados centígrados, por eso son utilizados para la
construcción de hornos.

 

Composición

El ladrillo macizo se compone de
materias primas, cemento y agua

MATERIAS PRIMAS, la tierra bruta,
extraída a proximidad de la explotación.
Vulgarmente llamada tierra, pero para ser más precisos,
diremos, que empleamos el subsuelo virgen, bruto, sin tratamiento
previo. Esta materia prima, que no deberá contener mas de
2 % de arcilla, se criba y se mezcla con el cemento,
después la masa se humidifica, si fuese necesario y se
comprime en nuestra HYPERLINK "http://es-brickabrick.doc/"
Máquina

CEMENTO, , aglutinante
hidráulico tipo Pórtland, calidad CPJ 350 o
superior. El cemento se mezcla con la tierra cribada por dosis, a
cada preparación de la masa.

AGUA se utilizará la
cantidad necesaria, para obtener el punto de hidratación
suficiente, para el cemento dependiendo de la humedad propia, que
contengan las materias primas.

Fabricación de los
ladrillos

Desde los tiempos más antiguos, el ladrillo
ocupa, un lugar preferente frente a las
construcciones.

El color del ladrillo depende de la proporción de
óxido de hierro que contienen las arcillas y de la
temperatura de cocción y la calidad se basa en la
elección de la tierra.

Para fabricar los ladrillos se comienza por extraer la
tierra o arcilla, que puede ser con palas o picos (manual), o con
máquinas (mecánica). Si ésta esta demasiado
sucia, se procede a la levigación, para separar las
impurezas.

Luego que se extrae, se corrige, se mezcla y se amasa
con agua, en un tanque circular, para luego llevarla a los
moldes, donde se les da la forma que se desea, en la gradilla; de
ahí, se sacan para el desecado, que consiste en colocar
los ladrillos en un lugar de amplia ventilación,
protegidos del agua y del sol, con la finalidad de que pierdan el
agua que obtuvieron en el amasado, antes de entrar en el horno,
para así evitar una evaporación brusca, que
traería como consecuencias grietas, roturas o
deformaciones. También se usan las máquinas de
desecado, las cuales son más factibles y
económicas, ya que éste resulta más
rápido, más uniforme y perfecto, dando como
resultado un producto de mejor calidad.

Por último se pasa a la cocción, que es lo
que le da resistencia a los ladrillos. Esta se realiza en hornos,
que pueden ser de varios tipos: Los de hormiguero, son los que se
forman de los mismos ladrillos que se van a cocer. Los
intermitentes, que se usan muy poco por su escaso rendimiento. Y
los Hoffman, que son los más modernos y representan un
avance en cuanto a cocción se refiere, los antiguos eran
de forma circular y los modernos son de forma ovalada.

En los lugares donde no abunda la arcilla, los ladrillos
se fabrican con cal y escorias, o yeso, de piedra pómez y
cal, de cemento y arena, etc.

Por razones de aislamiento o por economía de
material, se fabrican los ladrillos huecos, que en estos al
moldearlos, se dejan huecos rectangulares. Son muy usados en la
construcción de pisos, intercambiando filas de ladrillo y
viguetas delgadas de concreto armado.

Según el lugar del horno en que se realice la
cocción, los ladrillos adquieren diversos tonos: los de la
parte superior son más claros y propensos a desmoronarse,
los que se hayan en el medio tienen igual defecto y absorben
humedad y los de abajo suelen estar bien cocidos, pero a veces
presentan manchas más claras y otras coloreadas, el que ha
recibido una cocción a punto tiene la dureza deseada y el
color encendido; los ladrillos que se queman, por exceso de
calor, se presentan apegotados, retorcidos, de color negruzco y
se emplean para molerlos o para relleno.

Tejas

Las tejas son el material más empleado en las
cubiertas gracias a su permeabilidad y estanqueidad al aire y al
agua de lluvia

Las tejas son el material más utilizado en las
cubiertas de los edificios residenciales. Aunque en general
están compuestas de cerámica, también se
fabrican tejas de pizarra y de hormigón, más
empleadas en cubiertas planas y en lugares donde las condiciones
climatológicas son más severas. Los avances en su
producción han permitido que hoy día las tejas
tengan diferentes formas, texturas y colores que, además
de garantizar un correcto estado del tejado, lo embellecen.
Aunque sus ventajas son múltiples, la principal
característica que presentan es la estanqueidad al aire y
al agua de lluvia, además de una gran resistencia al fuego
y permeabilidad, que permite el paso del vapor de agua y evita la
condensación. En cuanto a su colocación, se suelen
emplear rastreles o mortero (mezcla de cemento, cal y arena),
aunque también se puede recurrir a la colocación en
seco con clavos o grapas y al uso de siliconas y adhesivos,
más limpios y exactos.

El uso de las tejas para recubrir las cubiertas de los
edificios residenciales es tan frecuente que "es el material
más usado por excelencia. Es el material más
utilizado, respondiendo perfectamente a las necesidades
técnicas y económicas exigidas. Además, su
gran versatilidad contribuye a la obtención de tejas con
formas diversas y tanto la adición de aditivos como la
aplicación de tratamientos superficiales permiten obtener
diferentes coloraciones y acabados

 

Las baldosas

Son ladrillos delgados, pulimentados, finos y duros que
sirven para pavimentar patios, aceras y azoteas o recubrir
techos.

Se fabrican con arcilla más puras y de
tratamiento más delicado, a excepción de esto el
proceso es igual al ladrillo.

Muchas veces se les aplica barniz o esmalte y se deja
una cara áspera, con el fin de lograr mejor adherencia con
los morteros.

Las baldosas de barro cocido, en los siglos X y XI, se
adornaban con dibujos geométricos, heráldicos o
históricos.

Generalmente son cuadradas, rectangulares o
hexagonales.

Los tubos

Pieza hueca, generalmente cilíndrica y abierta
por ambos extremos, que se utiliza como medio de
conducción o de productos pulverolentos.

Fabricados del arcilla, por el mismo proceso que el
ladrillo, que son vitrificados para la conducción del
agua, con el objetivo de obtener mejor impermeabilidad. Se
aplican generalmente en aguas negras, aunque estos han sido
sustituidos por los de PVC.

Para la conducción de gases es relegada a la
ventilación de los aparatos sanitarios y salida de
humo.

Además de estas funciones y usos, se fabrican
piezas especiales con los tubos cerámicos, como son:
codos, reducciones, tubos en forma T y en forma Y.

Los adobes

Bloques de barro, cuyas dimensiones varían
según su uso, y que suelen contener cierta cantidad de
paja, heno, estiércol o cal, materias que ayudan a la
cohesión de la mezcla.

Su preparación es muy parecida a la del ladrillo,
aunque no se mete a cocimiento y la elección de la tierra
no tiene tantas exigencias en cuanto a calidad.

La pasta se prepara en una alberca y luego de agregarle
la paja y los otros ingredientes, se amasa bien. Cuando tiene la
debida consistencia, se vierte en gradillas o moldes de la forma
requerida y se deja secar. Luego de esto, se sacan los adobes de
los moldes y se ponen al sol, hasta que la sequedad llegue a su
grado máximo.

Muchos expertos, aconsejan no usarlos hasta largo tiempo
después de fabricados, pero siempre son muy inferiores al
ladrillo en cuanto a la resistencia que ofrecen a las
lluvias.

Este solo se usa en obras sencillas y menores, como por
ejemplo: chozas, cabañas, tapias, cercas, galpones,
cercas, etc.

En la antigüedad tuvo un uso muy difundido entre
babilonios, egipcios y griegos.

Los azulejos

Son ladrillos pequeños, vidreados y de varios
colores, llevando en una cara esmalte y en la otra mate, que es
la cara que facilita la adhesión.

Los árabes prodigaron habilidad y gusto en la
fabricación de los ladrillos vidriados, llamados azulejos,
que constituyen el elemento característico y ornamental
del estilo arquitectónico que implantaron en España
desde el siglo XII, para embellecer fuentes, jardines, edificios,
palacios, etc.

La fabricación de azulejos es muy antigua. Era
conocida en Egipto, Calvera, Asiria, China, La India y Persia, de
donde la tomaron los árabes. Esta consta de amasado,
moldeo en prensas, desecación y cocción a 950
grados celcius.

Su mayor aplicación es el revestimiento de
baños y cocinas.

Estos deben ser de fácil adherencia, uniformes en
sus dimensiones y colores y carentes de grietas.

Las porcelanas

Son una loza fina y transparente, cuya pasta se compone
de caolín y feldespato.

Se diferencian de los demás productos
cerámicos, por su transparencia y vitrificación. Se
obtiene cociendo una arcilla blanca especial, llamada
caolín, que proviene de la descomposición del
feldespato.

Cuidadosamente, lavado y purificado, el caolín se
moldea en un torno especial o en moldes antes de someterlo a una
primera cochura. Luego se le aplica un esmalte particular y
finalmente sufre la verdadera cochura, en hornos capaces de
producir una temperatura muy elevada.

Se inventó en China, dos siglos antes de
Jesucristo. En la actualidad constituyen una industria extendida
por toda Europa y América, pero siguen prevaleciendo como
superiores las producidas en China y Japón.

Se considera que el punto de partida de las porcelanas
modernas, reside en el descubrimiento chino de hacer una
cerámica transparente con mezclas de arcillas naturales y
rocas pulverizadas.

Las materias primas para la fabricación de la
porcelana son: el caolín, que es un silicato de
alúmina no fusible, y el petuntse, que es un feldespato
fusible que contiene silicato de alúmina combinado con
potasa, sosa, cal y bario.

La porcelana se divide en tres grupos: natural,
artificial y fosfárica o de hueso.

La natural, que también suele llamarse de pasta
dura, está hecha de caolín y petuntse. El
caolín no es fusible a ninguna temperatura, mientras que
el petuntse, que contiene feldespato, silicato de alúmina
y potasa a veces sosa, si es fusible. La fusión de
éste produce una sustancia vítrea que mantiene el
caolín compacto y hace a la porcelana dura,
traslúcida y vidriosa. El lustre es la sustancia
cristalina con la cual es bañada la pasta.

Esta se distingue por su blancura, dureza y completa
vitrificación. Es tan dura que no puede ser rayada por el
acero y los fluidos impregnantes ordinarios no la
penetran.

La porcelana artificial o porcelana blanda, fue obtenida
de varias combinaciones de arcilla blanca con un silicato
fusionable, o bien mezcla de vidrio, arena o porcelana rota. Esta
no es tan blanca, el acero la raya y absorbe rápidamente
aquellos fluidos.

La fosfática o de hueso, es otro tipo de
porcelana artificial, hecha a base de caolín, petuntse y
una porción de huesos calcinados que contienen fosfato de
calcio. Es menos blanca que la dura y más que la blanda,
una especie de intermedia entre ambas.

Las porcelanas se emplean para la fabricación de
vajillas, de todo tipo, algunas como las de China, Japón,
Sevres, Limoges, que alcanzan un gran valor.

 

El Fibrocemento

Es un material constituido por una mezcla de cemento
portland y fibras, empleado en la fabricación de placas
ligeras y rígidas, ampliamente utilizadas en
construcción.

Las placas de fibrocemento son impermeables y
fáciles de cortar y de perforar. Se utilizan
principalmente como material de acabado de cubiertas y para el
recubrimiento de paramentos exteriores que deban protegerse de la
lluvia, tuberías, bajantes, etc.

Es un material bastante económico, por lo que se
utiliza en la construcción de almacenes, cobertizos, naves
industriales e instalaciones provisionales. Las placas
constituidas por este material se presentan lisas u onduladas en
distintas longitudes, además se fabrican piezas especiales
para la formación de cumbreras, faldones y otros remates.
Se colocan generalmente mediante ganchos de sujeción y
tornillos especiales directamente sobre la estructura.

También es empleado en la conformación de
conducciones que se emplean en la instalación de redes de
saneamiento y desagüe, para lo que existen gran
número de piezas de conexión, derivaciones y
reductores, que permiten la resolución constructiva de
toda la red con un mismo material.

Por sus características, las placas de
fibrocemento son en principio recuperables, aunque su relativa
fragilidad limita esta posibilidad, dado que es fácil su
deterioro en los trabajos de montaje y desmontaje.
NOTA: Las fibras de amianto son perjudiciales para la salud,
es un producto cancerígeno. Desde los años sesenta
se comenzó a suplir por otras no dañinas como las
fibras de vidrio.

Ventajas que presenta la utilización del
producto


1.- Previene la
contaminación:

El material de la tubería es impermeable, lo que
impide que se presenten fugas y exudaciones en la superficie
externa del tubo, cumpliendo así, con las exigencias de
salubridad pública, en contra de la contaminación.
La estanqueidad de la unión se presenta tanto interna como
externamente, lo que constituye una ventaja cuando se instala en
zonas con alto nivel freático.

2.- Hermética:

El sistema de unión garantiza estanqueidad
absoluta lo cual suprime las fugas y por lo tanto la
contaminación del suelo y las aguas subterráneas.
Evita además infiltraciones en la tubería
eliminando la alteración del caudal de
diseño.

3.- Flexible:

Por su diseño (unión con anillos de hule)
admite deflexiones en la red, permitiendo a la tubería
acomodarse a los movimientos del terreno, evitando así
fisuras y/o filtraciones como en el caso de las uniones
rígidas.

4.- Curado en AUTOCLAVE:

Este método de curado, exclusivo en esta empresa,
da como resultado un producto homogéneo y
monolítico con gran resistencia química a los
sulfatos del suelo y resistencia mecánica a los esfuerzos
combinados.

5.- Facilidad de instalación:

De gran importancia en suelos poco cohesivos y con nivel
freático alto, por su sistema de unión de anillos
de hule, peso y longitud, obteniéndose menores costos de
instalación y altos rendimientos. Con tubos de 5 metros,
se permite mayor rapidez de instalación y menor
número de uniones.

Debido a su bajo peso, facilita y trae ventajas
económicas en el transporte, manejo e
instalación.

6.- Resistente a la corrosión:

Las experiencia obtenida en instalaciones efectuadas
dentro y fuera del país nos demuestra el magnífico
comportamiento de la tubería frente a los agentes
corrosivos, para citar como ejemplo, el empleo de esta
tubería para el transporte de agua de mar. La
tubería es totalmente inmune a corrientes
eléctricas vagabundas, evitando así el riesgo de
corrosión y perforación de la pared del
tubo.

Los líquidos transportados en los colectores
presentan frecuentemente un pH diferente al neutro, mayor a
7.

Debido a la naturaleza de los componentes del producto
para alcantarillado, resisten perfectamente la acción
corrosiva de cualquier suelo o agua, cuando el valor del pH es
igual o superior a 7.

7.- Resistente a la abrasión:

Esta característica es debida a sus
características mecánicas y a la fuerte
compresión a que son sometidas las capas en la etapa de
formación del tubo.

Después de intensos ensayos se ha comprobado que
la fibra no se desprenden, como en el caso de los materiales
granulares, por ello está recomendada para transportar
aguas pluviales, de desecho, y de alcantarillado con
sólidos en suspensión.

8.- Sin incrustaciones:

Esta característica la posee gracias a su
superficie lisa, la superficie interior también presenta
esta característica oponiendo la menor resistencia al paso
de las aguas servidas, garantizando un alto coeficiente de
escurrimiento.
Calidad.

 

Unidad B5

Metales y
Metalurgia

1. La metalurgia tiene por objeto la extracción
de los minerales por una serie de medios y procedimientos, para
lograr su transformación en productos útiles para
la aplicación industrial. No hace mucho que la metalurgia
se basa en amplios conceptos científicos cada vez
más desarrollados y eficaces. Se ha demostrado que los
procedimientos de extracción pueden ser muy variados, ero
lógicamente el dato importante que ha de acompañar
a la calidad es el costo de extracción, siendo entonces
solamente los métodos que aseguran un mayor beneficio
dentro del menor costo, los que la industria aplica como
más convenientes.

2. Muy raramente se encuentran metales en estado de
pureza como para ser empleados industrialmente, pero con
frecuencia se los halla en la mina combinados con otros cuerpo de
composición muy variada y de éstos, los más
comunes son: los óxidos, sulfuros, carbonatos, silicatos,
sulfatos y los fosfatos.

Para obtener los metales debe efectuarse una serie de
operaciones que consisten en extraer cuerpos extraños
perjudiciales, llamados ganga, y graduar los que pueden
contribuir a determinada propiedad particular. Para ello se los
somete a la trituración, lavado, calcinación,
fusión y afinación.

Trituración. Consiste
en fragmentar el metal en trozos de diversos tamaños, por
medio de machacadoras mecánicas a mandíbula,
molinos, etc.
Lavado. Tiene por objeto la separación de los minerales
por medio del agua en movimiento, con lo cual y de acuerdo con
sus densidades, se depositan en el fondo o son arrastrados por
las aguas. Este proceso es ayudado con mesas y cajas con
cernidores de gran tamaño.

Molienda. El material extraído es
nuevamente triturado y luego molido, obteniéndose
así unos trocitos no mayores a 25 mm. A partir de
allí, pasa a la denominada molienda húmeda, donde
llega al tamaño menor de 1 mm siendo luego llevado a un
separador magnético donde se adhiere la magnetita, rica en
hierro y se elimina el resto.

Llevada la magnetita al molino de bolas, en circuito
cerrado con clasificadores de hidrociclones, es reducida al
tamaño de 44 micrones y que al hacerla pasar por seis
separadores magnéticos, sucesivamente, se llega a obtener
el 69% de hierro y un mínimo de 0.25% de fósforo.
Este último puede ser reducido al 0.15% mediante
flotación espumosa.

Para obtener los pellets la magnetita es introducida en
tambores, donde se le adiciona un porcentaje de bentonita, como
aglomerante, estos pellets, en forma de bolitas, son llevados a
los hornos verticales donde son endurecidas a una temperatura de
1300° C. En este estado se los lleva a los altos hornos para
la producción del arrabio.

Teniendo en cuenta que la tecnología ha
desarrollado procesos de reducción directa que eliminan el
uso del alto horno, se está estudiando la
aplicación de este nuevo procedimiento a una parte de la
producción de pellets, así como también se
prevé la posibilidad de producir aceros en la zona aceros
en la zona.

Calcinación. Se emplea para
eliminar a baja temperatura los productos volátiles que no
pueden ser separados con la trituración ni el lavado, para
aumentar la porosidad y desecarlos. Este proceso es útil
cuando los minerales deben ser transportados a los hornos a
grande distancias, pues disminuye los gastos de transporte. Con
el empleo de los grandes hornos, esta operación no es
necesaria, ya que se verifica en su parte superior.
Fusión. Consiste en llevar el mineral a la temperatura de
fusión, para que licuado permita extraer los cuerpos que
aún no se hubiera podido separar; éstos por su
menor densidad sobrenadan el metal fundido y por medios adecuados
se los extrae.

Para ayudar a la fusión se emplean elementos
auxiliares llamados fundentes, que al combinarse con la materia
terrosa forma una escoria fluida a la temperatura de
funcionamiento del horno (1900° C) y que puede así ser
separada del metal fundido. La naturaleza del fundente depende de
la ganga (material terroso que acompaña al mineral en la
mena), si es ácida (silícea o aluminosa) se emplea
el carbonato de calcio o fosfato de calcio; en cambio, si es
básica, se le agrega arcilla, pizarra arcillosa o
arenisca. El fundente debe ser agregado al mineral antes de ser
introducidos en los hornos.

Afinación.
Después de la fusión, hay ciertos metales
como el cobre y el plomo, de los cuales aún no ha sido
posible extraer toda la ganga. Se procede a fundirlos repetidas
veces o a comprimirlos, proceso que denominado de
afinación.
Para la separación de la ganga del metal también se
ha empleado el método de flotación, que consiste en
introducir el mineral en recipientes de agua con un reactivo
químico espumante. El mineral flota en la espuma y la
ganga terrosa se moja y se sumerge, extrayéndose entonces
de la parte superficial las partículas metalíferas.
Este procedimiento es interesante por cuanto permite extraer
metales de las menas en las que éste es
escaso.

3. Los metales empleados en construcción poseen
determinadas características y propiedades, a
saber:

Olor. Despiden un olor
característico, no muy fuerte y que desaparece con el
pulido, o simplemente limpiando s superficie, pero que reaparece
en cuanto se humedece.

Color. Es también
característico en los metales; no es de gran importancia,
a menos que sea para usos ornamentales. Por el color pueden
clasificarse en blancos: plata, platino, aluminio, estaño,
níquel; blancos azulados: plomo, zinc, estaño;
grises: acero y fundición; amarillos: oro y aleaciones,
cobre, etc.
Sabor. En determinadas condiciones de temperatura suelen dar al
agua un sabor metálico característico.

Estructura cristalina. Observando
directamente la fractura de los metales, se ve unos granos
cristalinos que se clasifican en finos y gruesos. La
observación al microscopio de esos granos cristalinos y la
micro-fotografía, proporcionan a la ciencia los adelantos
necesarios y aprovechables en la metalurgia y muy especial en la
siderurgia del hierro.

Densidad. La densidad es variable en los
metales; depende del estado sólido o líquido y del
procedimiento con que fueron tratados. El metal al estado
líquido es menos denso que al sólido, debido al
aumento de volumen que experimenta con el calor. Así, si
en estado sólido se lo estira, disminuye su densidad, que
aumenta si se lo somete a la compresión.
La clasificación general de los metales por su densidad
es: ligeros, aquellos cuya densidad es menor de 5, y pesados, los
que la exceden. De los metales empleados en construcción,
solamente el aluminio entra en la categoría de los
livianos.

Conductibilidad. La conductibilidad
eléctrica de los metales es máxima en el estado de
pureza, disminuyendo a medida que contienen otros elementos, como
por ejemplo el fósforo y el aluminio en el cobre. Asimismo
aumenta con la temperatura.

Dilatación. Los metales son
materiales que tienen una amplia dilatación, en parte
debido a su conductibilidad. Las dilataciones son perceptibles a
veces aún con los cambios de temperatura ambiental. Se
miden linealmente y se fija la unidad de longitud para la
variación de 1° C de temperatura.

Maleabilidad. Es la propiedad de los
metales de poder ser modificados en su forma y aun ser reducidos
a láminas de poco espesor a temperatura ambiente, por
presión continua, martillado o estirado.

Produciendo las modificaciones en el metal, se llega a
un momento en que el límite de elasticidad es excedido,
tornándose el metal duro y quebradizo; es decir, sufre
deformaciones cristalinas que lo hacen frágil. La
maleabilidad pede ser recuperada mediante el recocido, que
consiste en calentar el metal a una alta temperatura luego de
laminado o estirado, y dejarlo enfriar lentamente. La
maleabilidad se aprecia por la sutileza del laminado. Tomando el
oro como base, se suele hacer la siguiente
clasificación:
1 Oro. 6 Platino.
2 Plata. 7 Plomo.
3 Cobre. 8 Zinc.
4 Aluminio. 9 Hierro.
5 Estaño. 10 Níquel.

Ductilidad. Es la propiedad
de poder ser hilados mediante la tracción. Esta propiedad
disminuye con el aumento de temperatura, por lo que el hilado se
hace frío, y en consecuencia vuelve duro y frágil,
teniendo que ser recocido.

La ductilidad se aprecia por la disminución de la
selección con relación a la inicial. El coeficiente
varía entre 1 y 2, resultando de la relación (S –
S’) / S, donde S es la sección primitiva y
S’la de rotura. Suelen ser clasificados por su ductilidad
en:
1 Oro. 6 Níquel.
2 Plata. 7 Cobre.
3 Platino. 8 Zinc.
4 Aluminio. 9 Estaño.
5 Hierro. 10 Plomo.

Tenacidad. Es la resistencia
que oponen los metales a la separación de las
moléculas que los integran, al ser sometidos a esfuerzos
de tracción y a los ensayos de elasticidad y alargamiento,
expresándose en cm².

La tenacidad aumenta con el temple, laminado, trefilado
y añadiendo carbono, con lo que se obtiene el acero; otros
agregados la disminuyen, como por ejemplo el azufre.

Fusibilidad. Es la propiedad
de los metales de pasar del estado sólido al
líquido y viceversa, mediante cambios adecuados de
temperatura. El momento de transición de un estado al otro
se denomina punto de fusión. Cuanto más bajo es el
punto de fusión, tanto más manuable es el metal.
Este, al estado líquido debe tener cierta fluidez para
poder penetrar en los huecos más finos de los moldes,
interesando también la contracción de volumen que
experimentan al pasar del estado líquido al
sólido.

Dureza. Es la resistencia que oponen los
cuerpo a dejarse penetrar por otro. La tenacidad está
íntimamente ligada con ésta, y sobre la cual se ha
hablado al tratar de las piedras.

Elasticidad. Es la propiedad que tienen
los metales de recuperar su forma primitiva cuando cesa la carga
que tendía a deformarlos. Un cuerpo solicitado por una
carga en aumento progresivo, pero aplicada alternadamente, sufre
deformaciones y recuperaciones de su estado hasta llegar a una
determinada carga llamada carga límite, a partir de la
cual no recupera su forma, comenzando el período de las
deformaciones permanentes. El procedimiento de carga y descarga
en forma alternada aumenta la carga límite.

Temple. El acero, en mayor
proporción que cualquier otro metal, tiene la propiedad de
aumentar su tenacidad y dureza cuando luego de calentado al rojo
vivo se lo enfría repentinamente. En cambio, con el
enfriamiento lento disminuye la dureza y aumenta la
maleabilidad.

Soldabilidad. Es la propiedad de unirse de
dos metales hasta constituir una sola unidad. Esta unión
puede hacerse siempre y cuando las superficies a soldar
estén perfectamente limpias. El aluminio es difícil
de soldar debido al constante recubrimiento de óxido. En
cambio, el hierro, fácil de limpiarse, puede ser nido a
baja temperatura.

Estando las dos superficies perfectamente limpias y
calentadas al rojo las piezas, se las junta y al golpearlas con
el martillo se produce una unión firme. Este procedimiento
se denomina por martilleo.

La soldadura blanca es otro sistema empleado para la
unión de los metales. En él se usan otros metales
auxiliares llamados metales de soldar, que en estado
líquido cubre las superficies calentadas formando una capa
de varios centésimos de milímetro de espesor, que
al enfriarse unen firmemente ambas piezas.

La soldadura autógena es la que se hace sin
empleo de fundentes no metales auxiliares, uniendo directamente
las piezas por fusión. De este sistema existen dos
métodos, uno con el empleo del soplete oxhídrico y
el otro con el del soplete oxiacetilénico.

El soplete oxhídrico emplea el hidrógeno y
el oxígeno comprimidos a 150 atmósferas, con los
que se obtiene la temperatura de 2400° C. En cuanto al
soplete oxiacetilénico, consiste en una mezcla de
oxígeno y acetileno cuya llama tiene 3000° C.
Regulando el paso del oxígeno y del acetileno, el soplete
se ajusta al tipo de llama en las condiciones requeridas por el
metal que ha de soldarse.

La soldadura a presión es un proceso por el cual
los dos trozos a soldar son unidos mediante presión en
caliente, sin la presencia de ningún metal en forma
líquida.

En la soldadura por arco eléctrico es necesario
que el operario sea experto, porque si se demora, la elevada
temperatura abre un agujero en el metal, y si trabaja demasiado
rápido no alcanza a producir una buena soldadura. El
procedimiento se basa en producir el calor mediante la
formación de un arco eléctrico entre la pieza y la
varilla metálica, que es de la misma composición
del metal a soldar.

Hierro o acero para hormigón
armado

Para absorber los esfuerzos de tracción
fundamentalmente y en algunos casos los de compresión, se
colocan las armaduras en las estructuras de hormigón
armado. El acero utilizado ha de ser del tamaño adecuado y
conformado de manera tal que satisfaga la finalidad con la que se
coloca.

Asimismo debe presentar una gran superficie de
adherencia para lograr un reparto uniforme de las tensiones. Ello
hace que se recurra a las barras de pequeño
diámetro. El empleo de tales secciones hace que se recurra
al trafilado para obtenerlas. Consiste el procedimiento en hacer
pasar una barra de cierto diámetro por perforaciones
troncocónicas practicadas en piezas de acero extra duro;
estas perforaciones son de diámetro progresivamente
decreciente. Las pastillas de material extra duro reciben el
nombre de trafilas, y la operación trafilado.

Los acero o hierro trafilados que
normalmente se expenden en el comercio para ser utilizados en el
hormigón armado van desde 5 mm hasta 40 mm, siendo de
mayor precio en relación a su peso los de diámetro
menor. Corrientemente se utilizan los hierro redondos y
ocasionalmente los de sección cuadrada. Para facilitar la
adherencia se han difundido las barras con superficies
corrugadas, lo que se consigue laminando las barras con
estrías o resaltos.

Se utilizan tres calidades de acero: el
extra suave de construcción, el suave y el de alta
resistencia. Éste último, debido al contenido de
carbono elevado, es frágil y difícil de doblar. La
carga de agotamiento es aproximadamente 3800 a 4900 kg/cm²,
para el primero; 4900 a 6300 kg/cm², para el segundo, y
más de 5600 kg/cm², para el último.

Mallas
Sima

En la construcción de losas,
tabiques, tanques, etc., donde es necesario colocar armaduras en
forma de parrillas que transmitan los esfuerzos en dos
direcciones cruzadas, se utilizan comúnmente las
denominadas mallas Sima. Las mismas consisten en varillas
colocadas en sentido longitudinal y transversal formando
cuadrados (mallas Q) o rectángulos (mallas R), estando
unidas las varillas longitudinales con las transversales por
soldadura eléctrica en los puntos de cruce. Se hallan
normalizadas y se las designa, por ejemplo, Q 196 o R 377, lo que
significa que la malla es cuadrada o rectangular. La cifra que
sigue a la letra equivale a cien veces la sección de las
barras longitudinales por metro. En el primer ejemplo la malla es
cuadrada, constituida por hierros de 5 mm. de diámetro
colocados cada 100 mm., resultando una sección de 1,96
cm² por metro; en el segundo ejemplo se trata de una
armadura rectangular, construida con hierros de 6 mm. de
diámetro espaciados longitudinalmente cada 150 mm. y
hierros de diámetro 5 mm. espaciados cada 250 mm.
transversalmente.

Otra notación utilizada es la siguiente: 100 x
100 x 5, que correspondería al primer ejemplo, y 150 x 250
x 6 x 5, al segundo.

Las mallas Sima livianas se fabrican con
hierros que no superan el diámetro de 6 mm. Las mallas
Sima pesadas, en cambio, se construyen con barras de hasta 12 mm.
de diámetro espaciadas con una separación
mínima de 150 mm.

Las mallas Sima livianas se expenden en
rollos, en tanto que las pesadas en paneles.

Formas
comerciales

Las diversas formas comerciales empleadas
en construcción pueden clasificarse en cuatro grupos, a
saber: 1º) barras y perfiles; 2º) chapas; 3º)
roblones, pernos y clavos, y 4º) alambres y
cables.

1º) Barras y perfiles. Los de este grupo
están detallados y dispuestos con todos los detalles en
tablas de resistencia, manuales especializados, etc. Debe tenerse
en cuenta que careciendo nuestro país de la industria del
hierro, dependemos de los perfiles de importación, de los
cuales llegan solamente los de numeración par. Estando la
numeración en relación directa con la altura del
perfil, es lógico que en los cálculos debe tenerse
muy presente esto. De estos perfiles nos llegan de dos clases:
unos con las medidas en milímetros, denominados perfil
normal, y otros con las medidas en pulgadas inglesas.

Los perfiles laminados tienen particular interés
en la construcción por ser destinados a las estructuras
resistentes. Descriptos someramente, son: Hierro T, de aleta
angosta, tiene la altura y ancho de ala iguales; de ala ancha,
cuando tiene el alma mitad del ancho del ala; Hierro doble T o
viguetas, numeración del 8 hasta el 60, es decir, hasta 60
cm. de altura; Grey, de alas anchas, del 18 al 100; los hierros
ángulos, que también se laminan de dos clases: de
alas iguales y de alas desiguales; en este último caso la
relación entre las alas es de 1, 1 ½ o 2. Los
hierros especiales, que se emplean mucho en construcciones
navales. Los hierros Zores, en zeta, en cuarto de círculo,
los de forma especial. Los hierros carriles de Vignoli y carriles
de Fénix. Hierros en U. Hierros de sección
cuadrada, empleados para rejas u barandas; hexagonales; redondos,
de uso especial en hormigón armado; planos o
planchuelas.

En este grupo también entran los hierros
laminados especiales para carpintería metálica, de
formas variadísimas, destinados a recibir el vidrio y
efectuar un cierre hermético, para lo cual se combinan en
la forma conocida, como de doble contacto.

2º) Chapas. Llamadas palastros, tienen un espesor
de 5 a 25 mm; también reciben el nombre de planchas. La
numeración de las chapas es inversa; es decir, que a
medida que aumenta la numeración disminuye el
espesor.

En el comercio se expenden en condiciones naturales,
denominadas chapas negras, o recubiertas con un baña de
zinc, llamado hierro galvanizado; popularmente se las conoce por
chapas de zinc, pero no debe confundírselas con las de ese
metal. Las chapas onduladas de hierro galvanizado están
muy difundidas en el país, para usos diversos; estas
chapas tienen un largo corriente de 2 metros con una onda de
parábola. La chapa estriada o estampada es de acero dulce
y en una de sus caras tiene estrías en relieve formando
rombos de 2 mm. de espesor y de 5 mm. de ancho; son usadas para
escalones, pasarelas, tapas de cámaras, etc. La chapa
desplegada, comúnmente llamada metal desplegado, se
fabrica haciendo cortes al tresbolillo y estirando; se forman
mallas romboidales de muchas aplicaciones, como cielorrasos
armados, etc. Hojalatas son chapas negras recubiertas de
estaño; sus espesores varían de 0,2 a 0,8
mm.

3º) Roblones, pernos y clavos. Los roblones,
llamados también remaches, están formados por un
cuerpo cilíndrico y una cabeza que afecta la forma de
media esfera, de un casquete esférico, de gota de sebo o
de cabeza perdida; en el otro extremo del cilindro se remacha la
cabeza en caliente una vez colocado en la pieza. El
diámetro del cilindro es variable entre 3,17 mm. (1/8") y
24,5 mm.(1") y el largo mínimo de 2,5 veces el
diámetro.

Los pernos se conocen por bulones y tornillos,
según si llevan o no ranurada la cabeza para el
destornillador. Los bulones están formados por un cilindro
fileteado en casi toda su longitud y una cabeza fija, completados
por una tuerca y una arandela. Los bulones pueden tener la cabeza
de forma cuadrada y tuerca cuadrada, cabeza hexagonal y tuerca
igual, cabeza redonda y tuerca cuadrada o hexagonal. Cuando el
cuerpo está fileteado, excepto una pequeña zona en
su parte media y carece de cabeza, se denomina prisionero. Los
tornillos, de tamaño menor que los anteriores y cuerpo
fileteado, tienen cabeza redonda, cabeza perdida
troncocónica, con tuercas cuadradas o hexagonales, llevan
ranura en la cabeza para destornillador.

Otro tipo de tornillo es el que se aplica en las
maderas; tiene la cabeza como las del anterior, el cuerpo a
partir de ella es cilíndrico y luego cónico
fileteado, terminando en punta.

Los clavos constan de un cuerpo cilíndrico liso,
terminado en punta en un extremo y una cabeza, en casquete
esférico, cabeza perdida; los hay también en forma
de L, llamados escarpia, de cabeza grande, llamados
también tachones, y las tachuelas de cabeza chata y cuerpo
cónico o piramidal. El largo de los clavos comunes
varía entre 25 mm. y 305 mm. se fabrican con alambre de
acero estirado en frío y sin recocer.

4º) Alambres y cables. El proceso de
fabricación de los alambres ya fue explicado;
faltaría establecer las diversas clases de alambre que
provee la industria: de hierro común o de acero. Son de
sección circular, negra, charolada, galvanizada,
etc.

Los cables están formados por la reunión
de alambres de acero enrollados alrededor de un alma de
cáñamo o de alambre dulce, formando cordones;
varios de estos cordones reunidos por torsión indeformable
constituyen los cables. El enrollado de los cordones se
efectúa de derecha a izquierda y éstos en conjunto,
para formar el cable, de izquierda a derecha, para que no se
desenrollen. Los alambres se empalman por soldadura y la
resistencia es casi la suma de los alambres que forman el
cable.

Obtención del acero

El alto horno

  • En general los altos hornos tienen un diámetro
    mayor a 8 m y llegan a tener una altura superior de los 60 m.
    Están revestidos de refractario de alta
    calidad.
  • Los altos hornos pueden producir entre 800 y 1600
    toneladas de arrabio cada 24 h. La caliza, el coque y el
    mineral de hierro se introducen por la parte superior del horno
    por medio de vagones que son volteados en una tolva. Para
    producir 1000 toneladas de arrabio, se necesitan 2000 toneladas
    de mineral de hierro, 800 toneladas de coque, 500 toneladas de
    piedra caliza y 4000 toneladas de aire caliente.
  • Con la inyección de aire caliente a 550°C,
    se reduce el consumo de coque en un 70%. Los sangrados del
    horno se hacen cada 5 o 6 horas, y por cada tonelada de hierro
    se produce 1/2 de escoria.

 

Para la producción del hierro
también se puede utilizar el método de
reducción directa, el que emplea agentes reactivos
reductores como gas natural, aceite combustible, monóxido
de carbono, hidrógeno o grafito. El procedimiento consiste
en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los
agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes
para la fusión del hierro son eliminados. El producto del
sistema de reducción directa es el hierro esponja que
consiste en unos palets de mineral de hierro los que pueden ser
utilizados directamente para la producción de hierro con
características controladas.

Unidad B7

Maderas

La madera se puede considerar como un complejo material
compuesto reforzado con fibras, formado de largas celdas
poliméricas tubulares, alineadas unidireccionalmente en
una matriz polimérica.

La madera esta formada por cuatro
constituyentes principales. Las fibras de celulosa representan
aproximadamente del 40 al 50 por ciento de la madera. La celulosa
es un polímero termoplástico natural. Luego,
aproximadamente del 25 al 30 por ciento de un árbol es
hemicelulosa, otro polímero con un grado de
polimerización mucho mas bajo. Finalmente el 20 o 30 por
ciento restante es lignina, un aglutinante orgánico de
bajo peso molecular. En todos los árboles están
presentes también los extractivos, son impurezas
orgánicas como aceites, que proporcionan color a la madera
o que actúan como preservativos contra el entorno o los
insectos.

Estructura de la madera

Hay tres niveles importantes de la
madera:

  • La estructura de las fibras:

Se ubica la celulosa configurada en cadenas
poliméricas que forman fibras largas. Cada fibra en estado
cristalino, y las regiones cristalinas están separadas por
pequeños tramos de celulosa amorfa.

Las cadenas de celulosa están recubiertas de una
capa de hemicelulosa. Finalmente la hemicelulosa esta cubierta
con ligina.

  • La estructura de las celdas

El árbol esta compuesto de celdas alargadasm que
a menudo tienen una relación de forma 100 o mas, y que
constituyen aproximadamente el 95 por ciento del material solido
de la madera.

  • La macroestructura

La capa externa, es decir, la corteza, protege el
árbol. El cambium, justo por debajo de la corteza,
contiene celdas para el nuevo crecimiento. La albura contiene
celdas huecas, que almacenan nutrientes. Y finalmente el duramen,
que solo contiene células muertas, aporta el soporte
mecánico al árbol.

 

Dureza

Las maderas duras son árboles de
hoja caduca como el roble, el olmo, la haya, el abedul, el nogal
y el maple. En estos árboles, las celdas alargadas son
relativamente cortas. Dentro de la madera existen poros
longitudinales, o vasos, que transportan agua a través del
árbol.

Las maderas blandas y las parennes como el
pino, el abeto, la picea y el cedro tienen estructuras similares.
Las celdas tienden a ser algo mas largas que en las maderas
duras. El centro hueco de las celdas es responsable de
transportar el agua.

Por lo general la densidad de las maderas
blandas tiende a ser inferior al de las maderas duras debido a un
mayor porcentaje de espacios huecos.

Contenido de humedad / densidad

El material que forma casi todas las
maderas, tiene esencialmente la misma densidad, de
aproximadamente 1.45 g/cm3. Sin embargo, las maderas contienen
espacios huecos que hacen que la densidad real sea mucho
menor.

Propiedades físicas de la
madera

Las propiedades físicas de la madera
son aquellas que determinan su comportamiento frente a los
distintos factores que intervienen en el medio natural, sin
producir ninguna modificación mecánica o
química. Estas propiedades engloban a las que determinan
su comportamiento:

– a la iluminación (color, brillo y
textura)

– la posibilidad de emitir partículas gaseosas
(olor)

– Contenido de humedad

El contenido de humedad de la madera, "h", se define
como la masa de agua contenida en la madera expresada como
porcentaje de la masa anhidra.

h = (Ph – P0) x 100 / P0

Siendo: Ph = peso húmedo de la probeta. P0 = peso
anhidro de la probeta, obtenido por desecación en estufa a
una temperatura de 103 ± 2 ºC.

En la fórmula se observa que el numerador
representa la masa de agua que tiene la madera.

– Hinchazón y merma de la
madera

La variación del contenido de humedad produce en
la madera una variación de sus dimensiones. Cuando aumenta
dicho contenido se hincha, mientras que cuando disminuye se
contrae o merma. Estos movimientos sólo tienen lugar
cuando su contenido de humedad se encuentra por debajo del punto
de saturación de las fibras (aproximadamente cuando tienen
una humedad del 30%), a partir del 30% sólo se produce un
aumento de peso y su volumen permanece prácticamente
constante.

Debido a su anisotropía, las variaciones
dimensionales no serán las mismas en las direcciones
axial, radial y tangencial. Estas contracciones o mermas
modifican también como es natural su volumen. Para
evaluarlas se han definido los coeficientes de
contracción: contracción volumétrica total,
contracción tangencial y contracción
radial.

La diferencia entre la contracción radial y la
tangencial es la causa por la que se deforman las maderas durante
el proceso de secado; por esa razón, en ebanistería
se emplean maderas cuyas contracciones radiales y tangenciales
son muy parecidas, siendo más apreciada la madera cuanto
menor es la diferencia entre ambas. Según sus coeficientes
la madera se clasifica como: muy nerviosa, nerviosa,
moderadamente nerviosa y poco nerviosa

– Densidad

La densidad de la madera se define como la
relación entre su masa y su volumen, y es necesario
referirla a un determinado contenido de humedad, generalmente el
12 %. La densidad de las maderas es muy variables, de forma
particular las coníferas más utilizadas en la
construcción tienen una densidad comprendida entre 400 y
550 kg/m3 y las frondosas entre 600 y 700 kg/m3. Según su
densidad se pueden clasificar en: muy ligera, ligera, semipesada,
pesada, muy pesada.

Dureza

Se define como la resistencia que opone la madera a la
penetración de cuerpos extraños como ciertas
herramientas, clavos, tornillos, etc. La dureza está
relacionada con la densidad y tiene una marcada importancia en su
relación con la dificultad de su trabajo ya sea realizado
manual o mecánicamente. Las maderas se clasifican como:
blandas, semiduras y duras.

Propiedades térmicas

Los coeficientes de dilatación de la madera son
muy bajos (del orden de 3 a 6 A 10 6 en la dirección
paralela y de 30 a 70 A 10 6 en la perpendicular), por lo que se
puede decir que apenas se dilata.

Así mismo la madera es un mal conductor del calor
debido a la escasez de electrones libres.

 

Propiedades eléctricas

La madera en estado seco es un aislante excelente, pero
su resistencia óhmica desciende bruscamente al aumentar la
proporción de agua.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA
MADERA

Debido a la anisotropía de su estructura, a la
hora de definir sus propiedades mecánicas se consideran la
dirección perpendicular y la dirección paralela a
la fibra. En este hecho radica la principal diferencia de
comportamiento frente a otros materiales utilizados
estructuralmente, como el acero y el hormigón. Las
resistencias y módulos de elasticidad en la
dirección paralela a la fibra son mucho más
elevados que en la dirección perpendicular.

Después de una comparación con las
propiedades del acero y del concreto, se pueden extraer las
siguientes conclusiones:

a) Muy elevada resistencia a la flexión, sobre
todo si se asocia a su peso (la relación

resistencia / peso es 1,3 veces superior a la del acero
y 10 veces la del hormigón).

b) Buena capacidad de resistencia a la tracción y
a la compresión paralelas a la fibra.

c) Escasa resistencia al cortante. Esta
limitación se presenta también en el
hormigón pero no en el acero.

d) Muy escasas resistencias a la compresión y a
la tracción perpendicular a la fibra. Sobre todo en
tracción, lo que supone una característica muy
particular frente a los otros materiales.

e) Bajo módulo de elasticidad, mitad que el del
hormigón y veinte veces menor que el del acero. Los
valores alcanzados por el módulo de elasticidad inciden
sustancialmente sobre la deformación de los elementos
resistentes y sus posibilidades de pandeo. Este valor neutraliza
parte de la buena resistencia a la compresión paralela a
la cual se ha hecho referencia anteriormente.

Aplicaciones y formas
comerciales

Con el objeto de ordenar las maderas según sus
aplicaciones se ha definido el concepto de "Grupos
Tecnológicos", que recogen dichas aplicaciones y las
propiedades que ha de tener la madera.

Chapas para recubrimientos decorativos

– veteado y color atractivo.

– madera blanda o semidura.

– facilidad de encolado.

– aptitud para el desenrollo y chapa a la
plana.

Tableros contrachapados estructurales

– madera blanda o semidura.

– trozas cilíndricas y de gran
diámetro.

– facilidad de encolado.

– resistencia mecánica de la madera.

– no presentar alabeos ni fendas
superficiales.

– densidad inferior a 800 kg/m3.

– aptitud para el desenrollo.

Carpintería exterior (ventanas, mobiliario
exterior, revestimiento exterior, pérgolas,
etc.)

– coeficientes de contracción
pequeños.

– coeficientes de contracción radial y tangencial
próximos.

– fibra recta.

– densidad y dureza media.

– resistencias mecánicas
medías-grandes.

– durabilidad natural o facilidad de
impregnación.

Carpintería interior (revestimientos interiores,
frisos, puertas, escaleras, suelos de madera, etc.

– Las exigencias son parecidas a las de la
carpintería exterior pero, además, pueden
utilizarse maderas de densidad algo más baja y la
resistencia a la intemperie pasa a un segundo plano.

– molduras y rodapiés: maderas blandas, fibra
recta, fácil de trabajar, sobre todo con la tupí,
acabado fácil, contracción baja.

– suelos: contracción de baja a mediana,
resistencia a la abrasión y productos domésticos,
dureza (mayor o igual a 2,5 según UNE 56.534), densidad
(para las coníferas la densidad media será superior
a 400 kg/m3), fibra recta, grano fino (aunque pueden utilizarse
maderas con grano grueso), fácil de trabajar (sobre todo
en los cortes transversales), facilidad de acabado (lijado,
encerado, barnizado, etc.), en el caso de los suelos de tarima
facilidad de clavado, para los suelos de madera especiales se
exige una gran dureza y resistencia a la
abrasión.

Mobiliario y ebanistería.

– buenas características de acabado.

– bajo coeficiente de contracción.

– coeficientes de contracción radial y tangencial
próximos.

– apariencia, color, veteados y figuras
atractivos.

– buenas características de acabado.

– fácil de trabajar.

– facilidad de encolado

– facilidad de curvado.

– resistencia al arranque de tornillos

– resistencia a la raja y a la hienda

Carpintería de armar.

– resistencias y módulo de elasticidad
elevados.

– durabilidad natural frente a los insectos y hongos
xilófagos o facilidad de impregnación en
situaciones de riesgo.

– facilidad de trabajar en carpintería
ensamblada.

– fácil de clavar y de encolar.

– fibra recta.

Estructuras de madera laminada.

– resistencias y módulo de elasticidad
elevados.

– facilidad para el encolado. Existen normas de ensayo
específicas para la evaluación del encolado (UNE EN
391 y UNE EN 392).

– durabilidad natural o impregnabilidad en el caso de
estructuras situadas al exterior.

– densidad no muy elevada.

Construcción naval.

– coeficiente de contracción
pequeño.

– coeficientes de contracción radial y tangencial
próximos.

– excelente comportamiento frente a la
humedad.

– no debe atacar a los herrajes.

– dureza.

– resistencia al desgaste.

– resistencia al arranque de clavos y
tornillos.

– buenas resistencias mecánicas.

– durabilidad natural.

– flexibilidad, buenas cualidades de curvado
(cuadernas).

– altas cotas de flexión estática y
dinámica (cuadernas).

– durabilidad frente a los xilófagos marinos
(quillas, elementos sumergidos).

Postes.

– fibra recta.

– rectitud de fuste

– pocos nudos

– resistencias medías-elevadas

– durabilidad natural o facilidad de
impregnación

Traviesas de ferrocarril.

– resistencia a la compresión
transversal.

– resistencia al arranque de tirafondos.

– excelentes cualidades de durabilidad natural o
adquirida.

Tornería, talla y escultura.

– madera homogéneas con grano fino.

– estabilidad dimensional.

– inastillables al cortarlas o al usar
herramientas.

– facilidad de trabajo.

– buena apariencia estética.

– dureza.

– buenas características de acabado.

Elementos deportivos y mangos de
herramientas.

– resistencia a la flexión
dinámica

– resistencia a la raja.

– dureza.

– rigidez.

– valores estéticos y decorativos para los
elementos de lujo.

– resistencia al curvado (elementos
deportivos).

Tonelería

– presencia de taninos.

– presencia de thyllos.

– fácil de trabajar.

– fibra recta

– densidad media-alta

Instrumentos musicales.

Varios: cajas de cigarros, tejuelas, recipientes para
productos químicos.

Defectos de la madera

CANTOS: Los cantos irregulares
pertenecen normalmente al extremo del tronco próximo a la
madera en desarrollo, lo que le confiere menor
calidad.

CORAZÓN DESCENTRADO: Se da en arboles que
han crecido en ladera o pendientes acusadas, o en lugares con
viento muy fuerte.

DESOLLADURAS: Si el desollado no es muy profundo
es susceptible de arreglarse, aunque quede la
cicatriz.

GRIETAS EN LAS CABECERAS: Se suele dar cuando se
ha secado la madera en un proceso rápido.

HENDIDURAS DE COPA: El secado interior ha secado
más rápido en el exterior. Para utilizarlo
deberá prescindir de la parte que ha sido
afectada.

NUDOS: Vivos o muertos. Es donde se encontraba el
nacimiento de una rama.

RETORCIDOS: Los tablones retorcidos han alabeado
en direcciones distintas. Rechácelos, son
inservibles.

Protección de la madera

La capa de imprimación: a las
maderas nuevas les aplicaremos una capa de imprimación,
aunque también puede ser que el propio fabricante ya se la
haya dado (Condensación).

El alquitrán de hulla: el alquitrán
de hulla solo se utiliza en superficies muy expuestas a la
humedad y en las que el aspecto no tiene un fin decorativo, por
ejemplo: el pie de las piquetas de jardín. Por su fuerte
olor sólo lo utilizaremos en exteriores.

La pintura: sobre superficies visibles podremos
aplicar pinturas, barnices o protectores. Lo que sí hemos
de tener en cuenta es que han de ser productos microporosos para
dejar respirar a la madera. Si no fuese así, la

madera
se nos hincharía y se
escamaría. Si nos decantamos por pinturas, podremos
escoger entre una gran variedad de colores pero teniendo en
cuenta que nos taparan las vetas de la madera, en cambio, los
barnices y los protectores son totalmente
transparentes.

El barniz: podemos escoger entre un barniz mate o
brillante pero tanto uno como el otro forman una película
totalmente transparente muy resistente y totalmente impermeable.
En su mayoría se suele aplicar sobre muebles de interior.

Medios de unión

Para la fijación mecánica se utiliza:
clavos, tornillos, grapas y distintos tipos de placas de
unión y zapatas de vigas.

Los clavos y tornillos utilizados en el exterior son
galvanizados en caliente. Los que son utilizados en el interior
del edificio pueden ser tanto galvanizados en caliente o
electrogalvanizados.

 

 

 

 

Autor:

Gustavo Belizan

Partes: 1, 2, 3, 4
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