Propiedades de los materiales pe 2016

PROPIEDADESPROPIEDADES

DE LOSDE LOS

MATERIALESMATERIALES

OBJETIVOS DEL CURSO

Los MATERIALES para construir los

edificios y sus PROPIEDADES

Las SOLICITACIONES que afectan a los

edificios

Hay tantas Hay tantas PROPIEDADES DE LOS PROPIEDADES DE LOS MATERIALESMATERIALES comocomo SOLICITACIONES SOLICITACIONES a las que se ven sometidos.

TODOSTODOS los MATERIALESMATERIALES dan respuesta enen mayor o menor grado mayor o menor grado a las distintas SOLICITACIONESSOLICITACIONES.

En un mismo material, hay predominiopredominio de ALGUNASALGUNAS PROPIEDADESPROPIEDADES sobre OTRAS.OTRAS.

ALGUNASALGUNAS PROPIEDADESPROPIEDADES inciden inciden sobre OTRAS.OTRAS.

Según de DÓNDEDÓNDE

provengan las CAUSASCAUSAS

que las originan

Acciones que influyen sobre los edificios y

sus MATERIALES

EXTERIORESEXTERIORES

INTERIORESINTERIORES

NecesidadesNecesidades que surgen de la actividadactividad que se desarrollará en el

edificio

LALA FUNCIÓNFUNCIÓN

SOLICITACIONES SOLICITACIONES INTERIORESINTERIORES

VIVIENDA UNIFAMILIAR

COMERCIO

ESCUELA

IGLESIAHOSPITAL MATERNO INFANTIL

OFICINAS VIVIENDA MULTIFAMILIAR

•ORIGEN / COMPONENTES

•GRADO DE TRANSFORMACIÓN

• PROPIEDADES / COMPORTAMIENTOS

•LOCALIZACIÓN / DISPONIBILIDAD

•MODOS DE COMERCIALIZACIÓN Y COSTOS

Aspectos a considerar Aspectos a considerar en los en los MATERIALESMATERIALES

para construir los edificiospara construir los edificios

LADRILLO COMÚNLADRILLO COMÚN

MADERAMADERA

MURO DE PIEDRAMURO DE PIEDRA

REVESTIMIENTO DE PIEDRA

GRANITOGRANITO

MARMOLMARMOL

CHAPA DE HIERROCHAPA DE HIERRO

ALUMINIO ANODIZADO

BRONCEBRONCE

PLÁSTICOPLÁSTICO

CLASIFICACIÓN DE LAS CLASIFICACIÓN DE LAS

PROPIEDADES DE LOS MATERIALESPROPIEDADES DE LOS MATERIALES

• TECNOLÓGICASTECNOLÓGICAS UTILIZAR EL MATERIALCÓMOCÓMO

QUÉQUÉ

CUÁNTOCUÁNTO MATERIAL UTILIZAR

MATERIAL UTILIZAR• FÍSICO-QUÍMICASFÍSICO-QUÍMICAS

• MECÁNICASMECÁNICAS

¿QUÉ MATERIAL?:¿QUÉ MATERIAL?:Elegir el más Elegir el más

adecuadoadecuado

PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS

•Composición química

•Estabilidad química

•Estado de agregación

•Homogeneidad

•Porosidad/Compacidad

•Peso específico

•Higroscopicidad

•Permeabilidad

•Combustibilidad

•Inercia térmica

•Dilatabilidad

•Reflexión/Transmisión del calor

•Absorción acústica

•Reflexión/Transmisión acústica

•Reflexión/Transmisión de la luz

•Resistencia/Conducción eléctrica

Elementos y compuestos que conforman el material. ¿qué

SUSTANCIASSUSTANCIAS y en qué CANTIDADESCANTIDADES están presentes?

Es la capacidad de mantener INALTERABLESINALTERABLES sus PROPIEDADESPROPIEDADES

ante la acción de AGENTES AGENTES AGRESIVOS.AGRESIVOS.

COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN QUÍMICAQUÍMICA

ESTABILIDAD ESTABILIDAD QUÍMICAQUÍMICA

Ej.: VIDRIO: arena de sílice, VIDRIO: arena de sílice, carbonato de sodio y caliza.carbonato de sodio y caliza.

La forma en que están AGRUPADASAGRUPADAS las MOLÉCULASMOLÉCULAS.

ESTADO DE ESTADO DE AGREGACIÓNAGREGACIÓN

Básicamente son: SÓLIDO, LÍQUIDO Y SÓLIDO, LÍQUIDO Y

GASEOSO.GASEOSO.

Un material es homogéneo cuando tiene LAS MISMAS PROPIEDADESLAS MISMAS PROPIEDADES en

toda su MASA.MASA. HOMOGENEIDADHOMOGENEIDAD

Ej. Material Material homogéneo: homogéneo:

VIDRIOVIDRIO

De acuerdo a condiciones externas de P y temp, relación entre F de atracción y repulsión de moléculas.

Ej. Material Material Heterogéneo: Heterogéneo:

MOSAICO GRANÍTICOMOSAICO GRANÍTICO

Es una de las PROPIEDADES fundamentales de los materiales.

Se mide por la mayor o menor presencia de ESPACIOS VACÍOS o ALVÉOLOS dentro de un material.

POROSIDAD-POROSIDAD-COMPACIDADCOMPACIDAD

PESO PESO ESPECÍFICOESPECÍFICO

Ej. Material Material poroso: poroso:

LADRILLO COMÚNLADRILLO COMÚN

Ej. Material Material compacto: compacto:

VIDRIOVIDRIO

Es la propiedad que tienen algunos cuerpos de ABSORBER AGUA ABSORBER AGUA y

VARIAR SU PESO.VARIAR SU PESO.

Es la capacidad de ciertos materiales de DEJARSE ATRAVESAR DEJARSE ATRAVESAR por los FLUIDOS. FLUIDOS. Consideramos la mayor o menor resistencia

al PASAJE DEL VAPOR DE AGUA.PASAJE DEL VAPOR DE AGUA.

HIGROSCOPICIDADHIGROSCOPICIDAD

PERMEABILIDADPERMEABILIDAD

Pieza de MADERA luego de un incendio

Estructura de ACERO luego de un incendio

Propiedad de COMBINARSE COMBINARSE con el OXÍGENOOXÍGENO o con otro cuerpo que sus veces (comburente) DESPRENDIENDO CALOR DESPRENDIENDO CALOR

y muchas veces LUZ.LUZ.

Es la capacidad de los materiales de RESISTIR CAMBIOS DE TEMPERATURA RESISTIR CAMBIOS DE TEMPERATURA

en su masa.

COMBUSTIBILIDADCOMBUSTIBILIDAD

INERCIA TÉRMICAINERCIA TÉRMICA

Colores OSCUROSOSCUROS y superficies RUGOSAS:RUGOSAS:

ABSORBENABSORBEN.

Colores CLAROSCLAROS y superficies PULIDAS:PULIDAS:

REFLEJANREFLEJAN.

Es la propiedad de los cuerpos de MODIFICAR SUS DIMENSIONES MODIFICAR SUS DIMENSIONES con los

CAMBIOS DE TEMPERATURA. CAMBIOS DE TEMPERATURA.

Ej: juntas de juntas de dilatación.dilatación.

DILATABILIDADDILATABILIDAD

Cuando la ENERGÍA RADIANTE ENERGÍA RADIANTE llega a un cuerpo, parte es

ABSORBIDA ABSORBIDA y parte se REFLEJA.REFLEJA.

REFLEXIÓNREFLEXIÓNTRANSMISIÓN TRANSMISIÓN

DEL CALORDEL CALOR

El SONIDO, SONIDO, Al igual que la radiación calorífica, puede ser ABSORBIDO, ABSORBIDO, o

REFLEJADO,REFLEJADO, o ambas cosas a la vez.ABSORCIÓNABSORCIÓNACÚSTICAACÚSTICA

Esta propiedad es importante para AISLAR ACÚSTICAMENTE, AISLAR ACÚSTICAMENTE, y también

para ACONDICIONAR ACÚSTICAMENTE ACONDICIONAR ACÚSTICAMENTE un local o edificio.

Ej: auditorio, auditorio, sala de concierto.sala de concierto.

REFLEXIÓNREFLEXIÓNTRANSMISIÓNTRANSMISIÓN

ACÚSTICAACÚSTICA

Auditorium concert hall Auditorium concert hall of Santa Cruz de of Santa Cruz de TenerifeTenerife

Mayor o menor capacidad para CONDUCIR CONDUCIR la ENERGÍA ELÉCTRICA ENERGÍA ELÉCTRICA

a través de su MASA.

RESISTENCIARESISTENCIACONDUCCIÓNCONDUCCIÓN

ELÉCTRICAELÉCTRICA

La LUZ LUZ es un fenómeno vibratorio de mayor frecuencia y velocidad que el calor

y el sonido, que al chocar con un cuerpo

puede ser REFLEJADA REFLEJADA o ABSORBIDA. ABSORBIDA.

REFLEXIÓNREFLEXIÓNTRANSMISIÓNTRANSMISIÓN

DE LA LUZDE LA LUZ

¿CUÁNTO MATERIAL?:¿CUÁNTO MATERIAL?:Cantidad y Cantidad y

dimensionesdimensiones

PROPIEDADES MECÁNICASPROPIEDADES MECÁNICAS

Mayor o menor GRADO DE OPOSICIÓN GRADO DE OPOSICIÓN que presenta el material a las FUERZASFUERZAS que

tratan de DEFORMARLODEFORMARLO.RESISTENCIARESISTENCIA

TENACIDAD: TENACIDAD: es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar sin

deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.

FRÁGILES FRÁGILES son los que rompen fácilmente.

TENACIDADTENACIDAD

FRAGILIDADFRAGILIDAD

DEFORMACIÓN ELÁSTICA: DEFORMACIÓN ELÁSTICA: por acción de fuerzas exteriores los cuerpos se deforman. A medida que AUMENTAN LAS FUERZAS exteriores aplicadas,

AUMENTAN LAS DEFORMACIONES. Lo opuesto de un material elástico es un material RÍGIDORÍGIDO, aquél al que hay que aplicarle un MAYOR ESFUERZO para

producirle UNA DEFORMACIÓN.

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN ELÁSTICA-ELÁSTICA-

RIGIDEZRIGIDEZ

Es la propiedad de MANTENER LA MANTENER LA DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN después de haber después de haber

desaparecido la carga actuante.desaparecido la carga actuante.

Es la RESISTENCIARESISTENCIA de un sólido a DEJARSE PENETRAR DEJARSE PENETRAR por otro por la

acción de una fuerza. En construcción tiene importancia por la TRABAJABILIDADTRABAJABILIDAD

y el DESGASTEDESGASTE.

ISOTROPÍAISOTROPÍA: todas las PROPIEDADESPROPIEDADES FÍSICASFÍSICAS de un cuerpo se manifiestan con

la MISMAMISMA INTENSIDADINTENSIDAD en todas direcciones. ANISOTROPÍAANISOTROPÍA: las propiedades VARÍANVARÍAN según las

direcciones en que se las estudia.

PLASTICIDADPLASTICIDAD

DUREZADUREZA

ISOTROPÍAISOTROPÍAANISOTROPÍAANISOTROPÍA

¿CÓMO UTILIZAR EL ¿CÓMO UTILIZAR EL MATERIAL?: MATERIAL?:

Procesos para Procesos para ser utilizadosser utilizados

PROPIEDADES PROPIEDADES TECNOLÓGICASTECNOLÓGICAS

Ej.: plásticos.Ej.: plásticos.

APTITUD para OPERACIONES de: SEPARACIÓN Y CORTE:

para realizar la forma y tamaño deseado de un material, cortándolo, separándolo.

Ej.: maderas. Ej.: maderas.

AGREGACIÓNEj.: aglomerados.Ej.: aglomerados.

TRANSFORMACIÓN.

TECNOLOGÍA DE LA MADERATECNOLOGÍA DE LA MADERA

PRODUCTOSPRODUCTOS

BOSQUE IMPLANTADO BOSQUE IMPLANTADO MÁQUINAMÁQUINA DE ABATIMIENTO DE ABATIMIENTO

TRONCOS TRATADOS TRONCOS TRATADOS CORTE DEL ROLLIZO CORTE DEL ROLLIZO

ROLLIZOSROLLIZOS

MADERA TRABAJADAMADERA TRABAJADA

MADERA ENCOLADA Y TRABAJADAMADERA ENCOLADA Y TRABAJADA

LA PROPIEDAD “madre”

DE LOS MATERIALES

PESO ESPECÍFICO

da idea del COMPORTAMIENTO del material frente a distintas

SOLICITACIONES

PESO ESPECÍFICO

•Es el dato fundamental de un material.

•Es una PROPIEDAD FÍSICA.PROPIEDAD FÍSICA.

•Es PROPIO del MATERIAL, no del cuerpo.

•Es un valor teórico.

¿QUÉ ES EL PESO ESPECÍFICO

DE UN MATERIAL?

ES EL PESO

DE SU UNIDAD DE VOLUMEN

En símbolos: PE = PE = P P

V V

EL PESOEL PESO

PP>P>P

CAUSA: La FUERZA DE LA GRAVEDAD actúa sobre los cuerpos a través de fuerzas cuya sumatoria constituye su PESOPESO (unidad: gr.gr.)

PP>P>P

<P<P

EL VOLUMENEL VOLUMEN

aa

bb

cc

Espacio en las tres dimensiones que ocupa un cuerpo (unidad m³)

UNIDADES DEL PESO ESPECÍFICO

Kg. Kg. g. ton.

m³ cm³ m³ m³

Ej.: si el PE del hierro es 7.800 Kg. /m³, significa que:

1 M³ DE HIERRO PESA 7.800 KG.

CLASIFICACIÓN DEL PECLASIFICACIÓN DEL PE

BAJO - ALTO

PE del Agua Destilada1000 Kg./m³

< 1000 Kg./m³ BAJO (flota en el agua)

>1000 Kg./m³ ALTO (se hunde en el agua)

IMPORTANCIA DEL CONOCIMIENTO IMPORTANCIA DEL CONOCIMIENTO DEL DEL PESO ESPECÍFICO PESO ESPECÍFICO

DE LOS MATERIALES DE LOS MATERIALES

DE CONSTRUCCIÓNDE CONSTRUCCIÓN

DISEÑODISEÑO

• DIMENSIONAMIENTO.

• PESO DE ESTRUCTURA.

Cumpliendo las condiciones de resistencia necesarias,

si el PEPE del material es MENORMENOR, se reduce su peso, y la ESTRUCTURA RESULTA ALIVIANADAESTRUCTURA RESULTA ALIVIANADA.

PE directamente proporcional al P

> PE > P< PE < P

VPPE

PRODUCCIÓN DE OBRAPRODUCCIÓN DE OBRA

MANIOBRABILIDADMANIOBRABILIDAD: hombres / máquinas.

TRASLADOTRASLADO: tipo y cantidad de vehículos.

VPPE

PE inversamente proporcional al V PE inversamente proporcional al V

> PE < V< PE > V

Dato importante de tomar en cuenta para el almacenaje y traslado de cantidades importantes de

materiales de bajo peso específico.

TÉRMICAS, ACÚSTICAS, ETC.

RELACIÓN CON OTRAS PROPIEDADESRELACIÓN CON OTRAS PROPIEDADES

OBJETIVO CENTRAL DEL CURSO

MAYOR LIBERTAD DE ELECCIÓNELECCIÓN..

SOLICITACIONES Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES SOLICITACIONES Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ::

• MAYOR CREATIVIDADCREATIVIDAD EN EL DISEÑO ARQUITECTÓNICO

• MAYOR EFICIENCIAEFICIENCIA EN EL DISEÑO CONSTRUCTIVO .

NO CAER EN NO CAER EN ESTEREOTIPOSESTEREOTIPOS..

AMPLIAR LA GAMA DE POSIBILIDADESPOSIBILIDADES..

Conocer Conocer

Para lograr:Para lograr:

CREATIVIDAD EN EL DISEÑO CREATIVIDAD EN EL DISEÑO ARQUITECTÓNICOARQUITECTÓNICO

EJEMPLOS DE EDIFICIOS EN MAR DEL EJEMPLOS DE EDIFICIOS EN MAR DEL PLATAPLATA

EL DISEÑO CONSTRUCTIVO EL DISEÑO CONSTRUCTIVO

EFICIENCIA DE LOS MATERIALES EFICIENCIA DE LOS MATERIALES

CASA DEL PUENTE (1943-45)

ARQ. AMANCIO WILLIAMSFunes y Quintana

Uso estructural delhormigón armadohormigón armado

COLEGIO DE ESCRIBANOS ESTUDIO Arq. MARIANI Arq. PÉREZ MARAVIGLIA

Av.Independencia esq. Av.Colón

Uso estructural de HºAºHºAº y muro cortinamuro cortina

EJEMPLOS DE EDIFICIOS EJEMPLOS DE EDIFICIOS INTERNACIONALESINTERNACIONALES

CREATIVIDAD EN EL DISEÑO ARQUITECTÓNICO

EFICIENCIA DE LOS MATERIALES EFICIENCIA DE LOS MATERIALES

EL DISEÑO CONSTRUCTIVO EL DISEÑO CONSTRUCTIVO

BÓVEDA CÁSCARA DE BÓVEDA CÁSCARA DE LADRILLO ARMADOLADRILLO ARMADO

Ing.Eladio DiesteSilo CADYL HorizontalYoung (Uruguay) 1976 - 1978

cerámica armadacerámica armada: construcciones abovedadas : construcciones abovedadas ladrillo, armadura de acero y un mínimo de hormigónladrillo, armadura de acero y un mínimo de hormigón

Base de hormigón y estructura metálicaBase de hormigón y estructura metálica

estudio Zaha Hadid Architects

Para los juegos Olímpicos de 2012 Inspirado en la geometría fluida del agua en movimiento.

CENTRO ACUÁTICO LONDRES 2012

TUNING TORSO

Acero-vidrio-Acero-vidrio-hormigón armadohormigón armadoaluminioaluminio

Malmö (Suecia)- 2005

Altura: 190 metros

9 cubos giratorios (c/u de 6 plantas) con NÚCLEO DE HºAº de 10,6 m de diámetro a modo de columna vertebral. Su centro se corresponde exactamente con el eje de rotación de las plantas. El exterior del edificio está REVESTIDO POR PANELES DE CRISTAL Y ALUMINIO.

Arq. Santiago Calatrava

Inspirado en el movimiento del torso de un ser humano. Fusión de forma con estructura, aplicando principios de diseño basados en la fuerza de torsión.

Skidmore, Owings and MerrillOakland (EEUU)

La estructura de Hº usa desechos industriales de cenizas, un bioproducto de la producción del carbón que requiere menos energía. Una versión avanzada de la antigua técnica Romana de inercia térmica mantiene el clima interior durante las misas con calor radiante.

CATEDRAL DEL CRISTO DE LA LUZ

A través de la utilización de materiales renovables altamente

innovadores, el edificio minimiza la utilización de la energía y de

recursos naturales.

Sistema híbrido de Hº AºHº Aº, madera laminada encolada madera laminada encolada prefabricada, barras de acero estructural.prefabricada, barras de acero estructural.

EL DISEÑO DE LA MATERIALIDAD DE LOS EDIFICIOS. EL DISEÑO DE LA MATERIALIDAD DE LOS EDIFICIOS.

LA COMUNICACIÓN DETALLADA PARA SU CONSTRUCCIÓN.LA COMUNICACIÓN DETALLADA PARA SU CONSTRUCCIÓN.

EL CONTROL DE LA EJECUCIÓN.EL CONTROL DE LA EJECUCIÓN.

EL PRODUCTO DEL TRABAJO DEL ARQUITECTO ES OBSERVADO POR TODA LA COMUNIDAD

Y SU ACEPTACIÓN IMPULSARÁ SU CONTINUIDAD EN LA LABOR PROFESIONAL

ES RESPONSABILIDAD DEL ARQUITECTOES RESPONSABILIDAD DEL ARQUITECTO:

LE CORBUSIER. Charles Edouard Jeanneret LE CORBUSIER. Charles Edouard Jeanneret 1887 – 19651887 – 1965

Dejé la escuela a los trece años, tenía la manía del dibujo. Fui a una escuela de arte...Un maestro estupendo se interesó en mí. Se llamaba L’Epplatenier. Me quería mucho. Me dijo: “HARÁS OTRA COSA, SERÁS “HARÁS OTRA COSA, SERÁS ARQUITECTO”. ARQUITECTO”. Yo le dije: “¡QUÉ CALAMIDAD, ODIO ESE TRABAJO!” “¡QUÉ CALAMIDAD, ODIO ESE TRABAJO!” Pensaba en las casas que se hacían en mi ciudad, muy feas, no me interesaban.En mi escuela había un Sr. que quería hacerse un chalet y le dije: “SE LO HAGO”. “SE LO HAGO”. Dijo: “NO ERES ARQUITECTO”.“NO ERES ARQUITECTO”.““NO, PERO PUEDO PROBAR; ES LO MISMO HACER UNA CASA NO, PERO PUEDO PROBAR; ES LO MISMO HACER UNA CASA QUE OTRAS COSAS”.QUE OTRAS COSAS”.

Hice planos. Quedó asombrado. Lo convencí. Me encargó su casa. (1905).

Yo tenía 18 años. Lo hice entre los 18 y los 19 y tuve mis primeros problemas

graves con la opinión que nunca cesaron.

Pero pude manejar piedras, ladrillos y entonces pensé:

“ “SI PONGO MIL LADRILLOS UNO ENCIMA DEL OTRO SI PONGO MIL LADRILLOS UNO ENCIMA DEL OTRO ¿ES PESADO, NO?” ¿ES PESADO, NO?”

y me interesé en los materiales, su valor específico (PESO ESPECÍFICO) (PESO ESPECÍFICO)

y vi que:

CONSTRUIR ES EMPLEAR MATERIALES, CONSTRUIR ES EMPLEAR MATERIALES, RESPETAR LAS LEYES DE LA RESISTENCIA, RESPETAR LAS LEYES DE LA RESISTENCIA,

INVENTAR MEDIOS PARA VENCER LA INVENTAR MEDIOS PARA VENCER LA RESISTENCIA. RESISTENCIA.

Y ME HICE ARQUITECTO COMO SE DEBE, PARA Y ME HICE ARQUITECTO COMO SE DEBE, PARA CON DIOS, QUIZÁ NO OFICIALMENTE.CON DIOS, QUIZÁ NO OFICIALMENTE.

F I NF I N