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Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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Presentación del tema: "Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero"— Transcripción de la presentación:

1 Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

2 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero Metales férricos Descripción Historia Composición química Estabilidad 4.b. La corrosión Definición Tipos de corrosión Medidas de protección Protección mediante tipo de acero Protección de la superficie 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero Variables de protección contra el fuego Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Construir con acero Fabricación Montaje Mantenimiento Desmontaje 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable Sustentabilidad de la construcción en acero Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero Duración presentación: 85 minutos

3 Historia de los materiales férricos.
4.a.Tipos de acero Metales férricos Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Material Contenido aproximado de carbono (%) Rango Límite de rotura Compresión N/mm² Tracción N/mm² Fundición (gris) 2,25 - 4,0 Acero dulce (soldable) 0,02 – 2,00 Hierro forjado 0,2 - 1,0 Las diferencias básicas entre los tres metales férricos: el de fundición, el hierro forjado y el acero, son sus procesos de producción y su contenido de carbono , características que intervienen en sus propiedades mecánicas. En la actualidad, de estos tres metales férricos, el acero dulce es casi el único que se utiliza. Este tiene un contenido de carbono de entre un 0,05 y un 2,00%. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

4 Historia de los materiales férricos.
4.a.Tipos de acero Descripción Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Metal fundido vertido en un molde Fundición La fundición se conformaba vertiendo metal fundido en un molde y dejando que se solidificara. De este modo podía obtenerse una amplia variedad de formas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

5 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero Metales ricos. Historia Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Hierro fundido o colado En el siglo XVI, el hierro fundido o colado era difícil de producir a gran escala antes del paso del carbón vegetal al coque como combustible. En China, el hierro fundido se remonta a épocas mucho más tempranas, pero en el mundo occidental no se conoce hasta mucho después de la invención del alto horno. Existe alguna evidencia de que los romanos sabían producir fundición, pero si lo hacían, el conocimiento de ello ciertamente se ha perdido. Con el carbón, el tamaño práctico del horno estaba limitado por la trituración del combustible, el peso de la carga del mineral y, por ello, el tamaño del horno. Abraham Darby es reconocido generalmente como el padre de la fundición con coque. Aunque ésta se produjo en 1709, su aplicación industrial en Gran Bretaña no se generalizó hasta 1750, y bastante después en el resto de Europa. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

6 Historia de los materiales férricos.
4.a.Tipos de acero Descripción Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Se conforma por laminado o laminado Hierro forjado El hierro forjado no alcanza nunca un estado completamente fundido, por lo que sólo puede conformarse por laminado o forjado, lo que limita sus posibles formas estructurales. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

7 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero Metales ricos. Historia Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Hierro forjado El hierro se conoce y se ha utilizado durante más de tres mil años, pero hasta el desarrollo del alto horno en torno al año 1500 (DC) no pudo producirse en forma fundida. Antes del alto horno el hierro se extraía del mineral mediante reducción química en hornos sencillos o chimeneas. Inevitablemente, la escala de la operación era pequeña y el proceso bastante laborioso, ya que el hierro llegaba en una forma pastosa dura, alejada del estado líquido, que seguidamente se refinaba y conformaba mediante forja. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

8 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero Metales ricos. Historia Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Hierro forjado industrial Hierro forjado industrial El hierro forjado a gran escala, fue posible como resultado de los avances que culminaron en el horno de pudelado de Henry Cort patentado en El pudelado es un proceso mediante el cual se consigue hierro o acero con menos carbono y por lo tanto más puro. En este horno, el carbono de la fundición bruta se quemaba en un horno de reverbero mientras que las impurezas se eliminaban mediante el forjado. A medida que el proceso continuaba y el hierro se hacía más puro, su punto de fusión se elevaba y la carga del horno se hacía más viscosa, para finalmente ser extraída en una forma plástica para su laminado o forjado. El incremento de la escala fue la operación más importante de este proceso, ya que en términos efectivos, el producto era el mismo que la variedad de forja. La modernización de la industria siderúrgica dependió no sólo del proceso de pudelado, sino de la idea de rodillos estriados que hicieron posible la producción económica de perfiles angulares L y en T y, posteriormente, perfiles en U y viguetas laminadas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

9 Historia de los materiales férricos.
4.a.Tipos de acero Descripción Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Aleación metálica constituida básicamente por hierro y pequeñas cantidades de carbono Acero El metal férrico utilizado en la actualidad es el acero, una aleación metálica constituida básicamente por hierro y pequeñas cantidades de carbono, obtenida por el afino de arrabio en aparatos especiales. Por afino de arrabio se entiende la reducción de los contenidos de carbono, silicio y azufre, que en principio son perjudiciales para el acero. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

10 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero tal. Historia Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Hierro fundido o colado / Hierro forjado / Acero Acero Aunque el acero venía fabricándose desde la antigüedad, la producción del material, tal y como lo conocemos hoy en día, data del siglo XVIII. Se producía por cementación, proceso mediante el cual barras de hierro pudelado puro absorbían carbono durante un prolongado tratamiento térmico o -desde la primera mitad del siglo XVIII- en forma fundida mediante el proceso en crisol de Hunsman. El material obtenido por cementación se destinaba especialmente a la manufactura de cuchillos y herramientas y careció de una relevancia real en la construcción. Sólo en Gran Bretaña se producían cada año unas toneladas de acero en torno a 1850, lo cual no es nada despreciable, salvo si se compara con una producción anual mundial de 2,5 millones de toneladas de hierro en el mismo periodo. El acero de Bessemer era ciertamente más económico y podía producirse en cantidades mayores, pero su calidad era incierta. Hasta el perfeccionamiento del proceso de horno abierto de Siemens-Martin en 1880, el acero no pasó a utilizarse ampliamente en la construcción y en la industria naval. Hoy el proceso de aceración que se utiliza es el del convertidor al oxigeno o en el caso de disponibilidad de chatarra, de horno eléctrico. De los metales férricos antes descritos, el acero es prácticamente el único utilizado en la actualidad, en especial en la construcción. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

11 ↑ ↓ 4.a.Tipos de acero Metales férricos.
Historia de los materiales férricos. Composición química Estabilidad. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Elemento Resistencia mecánica ductibilidad soldabilidad Resistencia corrosión Carbono (C) Cobre (Cu) Cromo (Cr) Fosforo (P) Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Níquel (Ni) Niobio (Nb) Silicio (Si) Titanio (Ti) leyenda aumenta reduce Como bien sabemos la composición química de los aceros interviene en sus propiedades mecánicas. Siendo el principal elemento del acero el mineral de hierro, las aleaciones cuentan con otros elementos que caracterizan a los aceros estructurales: El incremento del carbono es la manera más sencilla de aumentar la resistencia del acero, pero reduciéndose su ductilidad. El manganeso es usado casi en todos los aceros estructurales. Su aumento mejorar la resistencia mecánica, aunque reduce la soldabilidad. La incorporación de cobre a la aleación aumenta la resistencia a la corrosión y reduce su soldabilidad. El silicio incrementa la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión, pero reduce la soldabilidad. El cromo incrementa la resistencia mecánica a la abrasión y a la corrosión atmosférica y reduce su soldabilidad. El níquel incrementa la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión pero reduce la soldabilidad. El molibdeno incrementa el límite de fluencia y la resistencia a la corrosión, mejora la soldabilidad y la resistencia a altas temperaturas. El niobio incrementa la resistencia y el límite de fluencia, afectando la ductilidad. El titanio incrementa la resistencia mecánica, la resistencia a la abrasión y mejora el desempeño a temperatura elevadas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

12 Historia de los materiales férricos.
4.a.Tipos de acero Metales férricos. Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Fuerza de Gravedad / Viento / Terremotos / Variaciones de Temperatura / Ruidos / Humedad / Procesos químicos y eléctricos / Fuego / Corrosión Las estructuras de acero están sometidas durante su vida útil a una serie de fenómenos que pueden llegar a comprometer su estabilidad. Entre los fenómenos encontramos la fuerza de gravedad, el viento, los terremotos, las variaciones de la temperatura, los ruidos, la humedad, los procesos químicos y eléctricos, el fuego, la corrosión. Es por ello que se debe de tomar precauciones tanto en la elección del acero, su diseño y tratamiento. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

13 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad El acero es un refinado del hierro La corrosión es un proceso por el cual los átomos de hierro se vuelven óxido de hierro en presencia de oxígeno y agua Acero, refinado del hierro El acero utilizado en la construcción es un refinado del hierro, eliminándose los elementos que acompañan al mineral hasta lograr una condición química óptima para el uso técnico. El hierro en su estado natural es un óxido estable. El proceso de refinación y fundición del hierro y el acero necesita de un nivel de energía alto, llegando a ser termodinámicamente inestable, intentando siempre volver a un estado de baja energía. Que es la corrosión? La corrosión es el proceso por el cual los átomos de hierro se vuelven oxido de hierro en presencia de oxígeno y agua. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

14 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Corrosión y la reducción de la capacidad de carga de la estructura portante Corrosión y el daño de los cerramientos Corrosión y la reducción de capacidad de carga de la estructura portante La aparición de la corrosión sobre los elementos estructurales portantes es frecuente sobretodo en las construcciones de acero ligeras. En estos casos la corrosión está ligada a notables reducciones de la capacidad de carga por la reducción de espesor de los elementos. Es por esto que la protección contra la corrosión de las estructuras portantes en acero, tiene relación con un coeficiente teórico de seguridad. En la imagen de la izquierda se puede ver una viga doble T atacada por la corrosión, reduciendo su capacidad resistente. Corrosión y el daño de los cerramientos La corrosión, junto con afectar la capacidad de carga de los componentes del edificio, puede dañar los componentes próximos a la estructura metálica. La corrosión puede estropear la apariencia de la estructura de acero o de los cerramientos y revestimientos. En la imagen de la derecha se puede ver un cerramiento de plancha de acero ondulada que a perdido partes en la franja inferior fruto de la corrosión. En todos estos casos la corrosión se ha debido a una deficiente protección del material. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

15 Velocidad de corrosión (mm/año)
4.a.Tipos de acero Metales férricos. Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Corrosión y condiciones atmosféricas Lugar Velocidad de corrosión (mm/año) Territorio moderadamente poblado 0,02 -0,05 Barrios residenciales de la gran ciudad 0,05 -0,10 Grandes ciudades industriales 0,08 -0,15 Proximidad a las costas 0,06 -0,17 Agua dulce Agua salada, agua agresiva 0,15 -0,20 Tipos de corrosión Corrosión y condiciones atmosféricas Hay que tomar en cuenta que cuando la humedad del aire supera el 65% los aceros son particularmente sensibles a las influencias corrosivas. Solo con una humedad del 65%, el oxigeno entra en reacción con el hierro sobre la superficie del acero. Las condiciones de humedad, humedad relativa y condiciones atmosféricas nos entregan una referencia del índice general de corrosión en un lugar predeterminado, destacándose lo agresivo de los ambientes marinos, sus proximidades y los sectores industriales. En el cuadro se puede ver las velocidades de corrosión del acero en milímetros por año dependiendo del ambiente en el cual están. Destacable, en cuanto a su agresividad son las ciudades industriales, la proximidad a la costa y el agua salada. Tampoco se tiene que olvidar la relación de la humedad con el diseño y la construcción contando con dos agentes principales: las precipitaciones y la condensación. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

16 Oro Platino Plata Cobre Plomo Estaño Níquel Cadmio Hierro Cromo Zinc
4.a.Tipos de acero Metales férricos. Historia de los materiales férricos. Composición química. Estabilidad. 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Corrosión y condiciones atmosféricas Corrosión galvánica Oro Platino Plata Cobre Plomo Estaño Níquel Cadmio Hierro Cromo Zinc Aluminio Magnesio Corrosión galvánica La corrosión galvánica es un tipo de corrosión electro química producida por la diferencia de potencial eléctrico de dos metales en contacto. El proceso consiste en que el metal más activo es corroído por el metal menos activo, resultando la corrosión del metal menos noble. Para prevenir esta corrosión, las superficies en contacto tienen que ser separadas mediante un aislante y en el caso de pernos y tornillos con arandelas plásticas. La posibilidad de una corrosión galvánica se desarrolla sobre todo en las zonas de refuerzo de la fachada y de los elementos estructurales del techo compuestos por otros materiales como, por ejemplo, elementos en aluminio. Un ejemplo común de corrosión galvánica es el fenómeno que se ve acrecentado en los ambientes marinos entre el acero y el cobre. En la imagen se puede ver una combinación entre la corrosión galvánica y atmosférica en la junta que conecta la estructura metálica al pilar de un muelle. En el listado de la derecha aparecen los metales ordenados por su potencial eléctrico: cada uno oxida a los sucesivos en presencia del oxigeno del aire y, sobre todo, del agua. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

17 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie La protección de una estructura de acero contra los agentes atmosféricos se puede lograr mediante 3 tipos de medidas: Unas es el diseño para prevenir la corrosión. La otra la utilización de un tipo de acero resistente a la corrosión. Por último está la protección de la superficie expuesta mediante barreras. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

18 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Componentes expuestos o protegidos Diseño para prevenir la corrosión Como medidas de diseño para prevenir la corrosión de una estructura se tienen que tener en cuenta los siguientes criterios: Componentes expuesto y protegidos Los elementos de acero situados en el interior de los edificios con una humedad normal no ofrecen gran peligro de corrosión, de manera tal que la protección no es un problema serio. La protección completa contra la corrosión solo es necesaria para los componentes situados en el exterior o en interiores con mucha humedad. En las imágenes se pueden ver componentes expuestos y los efectos de la corrosión de materiales no convenientemente protegidos. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

19 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Componentes expuestos o protegidos Componentes expuesto y protegidos Para los elementos de acero expuestos se tiene que tener especial cuidado en su diseño, ya que una decisión errada en una unión o, inclusive en la orientación de un perfil puede reducir la vida útil de una estructura. En los gráficos se pueden ver una serie de recomendaciones respecto de soluciones erradas, en las cuales a la derecha se visualiza un detalle deficiente al permitir la acumulación de agua, y por ende, facilitando la corrosión, y a la izquierda la correcta solución. El caso superior tiene relación con la correcta orientación de los perfiles. El inferior respecto del encuentro de perfiles y la necesaria perforación para el escurrimiento del agua. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

20 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Componentes expuestos y protegidos Accesibilidad a los componentes de la estructura Accesibilidad a los componentes de la estructura Los componentes de una construcción en acero tienen que ser mantenidos regularmente. Por ello es conveniente que sean siempre accesibles a una inspección, es decir, que todas las superficies tienen que ser susceptibles de ser limpiadas y pintadas manualmente. Aquellas superficies que no sean accesibles después del montaje, requieren de un mayor cuidado en su protección. En los gráficos de la derecha se muestran casos de columnas en las cuales por imposibilitar el acceso a la zona de unión con la fundación, se facilitan las condiciones para la corrosión. Los casos de la izquierda corresponden a vigas que por una deficiente definición de su vinculación con el muro, también facilitan las condiciones para la corrosión. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

21 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Componentes expuestos y protegidos Accesibilidad a los componentes de la estructura Soldadura v/s uniones apernadas Soldadura v/s uniones apernadas Respecto de la variable corrosión son preferibles las uniones soldadas frente a las apernadas ya que su resolución normalmente tiene menos irregularidades evitándose la acumulación de suciedad y agua. Por otra parte, con el proceso de soldado cambia la microestructura del acero, haciéndose más susceptible a la corrosión. Los pro y los contras de cada tipo de unión tienen que ser evaluados en cada caso. En las imágenes se puede ver el efecto de la corrosión en la soldadura (izq) y en una unión apernada (der) en casos no adecuadamente resueltos o protegidos. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

22 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Componentes expuestos y protegidos Accesibilidad a los componentes de la estructura Soldadura v/s uniones apernadas Estructuras constituidas con secciones huecas Estructuras constituidas con secciones huecas Los componentes de sección hueca es conveniente que queden o completamente abiertas o cerradas. Sin embargo de no tomarse precauciones en ambos casos se pueden producir problemas. En ambos casos se pueden producir problemas. En el primero, abierto, las dificultades de la mantención del hueco interior del componente. En el segundo, las dificultades se pueden producir por infiltraciones de humedad. Es por esto que las secciones huecas tienen que ser utilizadas siempre: a._ con una protección contra el contacto directo del agua b._ adecuadamente ventiladas para evitar condensaciones dañinas y c._ prever drenajes en caso de infiltraciones de agua para evitar concentraciones de agua. Aeropuerto de Kansai, Osaka ( ) Renzo Piano Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

23 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Acero patinable o de baja aleación corten La protección de una estructura de acero contra los agentes atmosféricos se puede lograr por las características propias del acero utilizado o mediante la protección de la superficie que queda expuesta. Entre los primero encontramos el acero patinable o COR-TEN y el acero inoxidable. Entre los segundos la pintura y la galvanización El acero patinable o de baja aleación (COR-TEN)  Existen acero que desarrollan muy rápidamente una capa de oxido en la superficie y que con el paso del tiempo presentan una suspensión de la oxidación. La superficie corroída forma así un estrato de protección para el acero que queda bajo ella. El mecanismo funciona de modo eficaz mientras la construcción logra estar siempre seca o en ciclos alternados de mojado y secado. Con la aparición de la humedad permanente la corrosión avanza de modo progresivo. Es por esto que las construcciones con este material tienen que ser concebidas con particular conciencia de sus limitantes técnicas. Añadiendo cuanto menos un 0.2% de cobre a un acero al carbono se aumenta considerablemente su resistencia a la corrosión atmosférica, transformando la herrumbre en un producto más compacto y adherente. Los aceros patinables pueden ser utilizados con o sin revestimiento dependiendo de las condiciones en las que se utilice. Es recomendable utilizarlos sin recubrimiento en ambientes clasificados como industrial no muy agresivos, rural o marítimos a mas de 600 m de la costa en que se pueda formar una capa completa de óxido protector (o pátina). Los aceros patinables tienen que ser revestidos con pintura en ambientes que no permiten el desarrollo completo de la patina protectora. En los gráficos se compara la perdida de espesor de un acero ASTM A-36 y uno patinable en un ambiente marítimo y en uno industrial, demostrándose la casi nula perdida de espesor de los aceros patinables, en comparación con aceros convencionales en condiciones extremas. Otras aleaciones El cromo, aluminio, titanio, silicio, tungsteno y molibdeno forman películas de óxidos protectores y sus aleaciones están similarmente protegidas. El níquel también forma aleaciones con una buena resistencia a la corrosión en medios ácidos. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Acero patinable o de baja aleación corten Acero inoxidable Aceros inoxidables Existen tres tipos principales: Los aceros inoxidables (1) martensítico y (2) ferrítico contienen entre un 11 y un 18% de cromo. El acero inoxidable (3) austenítico contiene aproximadamente entre un 16 a 27% de cromo y de un 8 a 22% de níquel. La resistencia más elevada a la corrosión se logra con el acero inoxidable austenítico. Los aceros inoxidables mejoran sus características de resistencia a la corrosión en medios oxidantes o de buena aireación, que aseguran el mantenimiento de su película protectora superficial, pero están sujetos a corrosión por picaduras, por hendiduras y corrosión bajo tensión en ciertos medios específicos, y son resistentes a la corrosión atmosférica, ácido nítrico, algunas concentraciones de ácido sulfúrico y muchos ácidos orgánicos. En el mercado hay variados productos en acero inoxidables tales como cables, mallas, perfiles y chapas. El precio de los acero inoxidables es mucho más elevado que los aceros comunes y los aceros galvanizados, pero tiene un valor estético muy interesante y una gran resistencia a la corrosión, por lo que debe ser analizada concienzudamente su posible utilización. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Protección de la superficie Los dos principales sistemas existentes para proteger metales del polvo y la corrosión son anódicos y de barrera. Protección anódica Entre los anódicos encontramos el metalizado y el galvanizado Una capa de metalizado, proporciona protección anódica, de tal forma que, esta se oxida y se sacrifica ella misma para proteger el metal subyacente. La naturaleza electroquímica del galvanizado retarda la corrosión en el acero adyacente, hasta consumirse. Protección de barrera Los sistemas de barrera tales como la pintura buscan proteger los elementos metálicos mediante una película continua, flexible, impermeable que evite el contacto de la superficie de acero con el aire. En estos dos sistemas de protección es de vital importancia la preparación de la superficie. Aunque la pintura fuera aplicada de forma correcta y con un espesor adecuado, la corrosión actuará bajo la barrera si la superficie no se limpia de impurezas y zonas corroídas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Galvanización en caliente La galvanización en caliente La galvanización en caliente es el proceso de protección del acero contra la corrosión por recubrimiento con una capa de cinc metálico en un baño de cinc fundido. Galvanización de piezas ( batch o discontinuo) El proceso, graficado en la figura inferior, consiste en sumergir la pieza de acero en una cuba que contiene cinc fundido, previo desengrase, decapado y lavado, lográndose un revestimiento integrado al acero de gran resistencia a la corrosión.  La duración de la protección depende del espesor de la capa de zinc depositada que tiene que ser continua y uniforme. Si se desean espesores mayores a los normales (entre 25 y 125 µm –micron, milésima parte de un milímetro) se tiene que aplicar un chorro abrasivo a la pieza de acero previo a la aplicación del zinc (se logran espesores de 250 µm) Las dimensiones de las piezas para su galvanización en caliente, están limitadas por los tamaños de las cubas de inmersión, como se puede ver en la imagen inferior izquierda. Se requiere un especial cuidado en el diseño de las piezas para lograr el recubrimiento continuo, el flujo del zinc durante la inmersión o el izamiento y montaje. Galvanización continua La galvanización se puede realizar en un proceso continuo dentro del proceso siderúrgico, por ejemplo con la chapa. Estos son procesos de alta productividad. El material puede ser posteriormente conformado. De esta forma se fabrican los perfiles de acero utilizados para los sistemas de dry-wall y de steel framing. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Metalización Metalización La metalización no es una pintura, sino que un proceso para recubrir las superficies de acero con una capa de metal puro proyectada en forma de rocío.. Se utilizan pistolas especiales que funden el alambre de metal, lanzando partículas fundidas sobre la superficie con aire comprimido. Se trata del mejor proceso para conseguir recubrimientos metálicos gruesos de entre 100 y 250 µm (micrones) o más.  Este proceso es el opuesto a otros métodos donde se aplica capas metálicas por inmersión en caliente como galvanizados y cromados. Una de las principales ventajas de la metalización es que se realiza con un equipo portátil, siendo adecuada para formas complejas y en contraste con el galvanizado no está limitado por el tamaño de las cubas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

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4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Pintura Composición básica de la pintura pigmento disolvente resina La pintura Una de las maneras de lograr una reducción de la acción corrosiva del medio es interponiendo una barrera entre el metal y el medio. Esta técnica se basa en la aplicación de un revestimiento no metálico. Composición básica de la pintura Pigmento. Son utilizados para teñir las pinturas. Son partículas minúsculas suspendidas en la pintura líquida. Los pigmentos más importantes para las piezas metálicas son aquellos que le confieren propiedades anticorrosivas a la pintura. Disolvente. Son líquidos volátiles que permite la dispersión y una mezcla homogénea del pigmento y la resina. Resina. Es la que forma la película propiamente tal y sin ella la pintura no tendría adherencia. Siendo el componente más importante de la pintura es el que le da nombre. Su función es aglomerar las partículas de pigmento y mantenerlas unidas entre sí y a la superficie donde es aplicada. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

29 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Pintura Composición básica de la pintura Proceso de aplicación de pintura Decapado Proceso de aplicación de pintura Decapado Para que las capas de pintura queden adheridas al acero de modo permanente y puedan protegerlo eficazmente, es preciso limpiar previamente la superficie de toda clase de impurezas. El decapado se hace generalmente para elementos estructurales pesados en acero mediante un tratamientos con chorros de arena o granalla metálica lanzados por aire comprimido. También existe la posibilidad de realizar un decapado químico. En la imagen de la izquierda se puede ver unos elementos tubulares sometidos a una limpieza con chorro abrasivo. A la derecha se puede ver una imagen aumentada de granalla metálica. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

30 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Pintura Composición básica de la pintura Proceso de aplicación de pintura Decapado Aplicación Aplicación de la pintura La pintura puede ser aplicada con brocha o rodillo aunque la más utilizada es la pulverización convencional y la pulverización sin aire. Es conveniente que cada capa sea aplicada con diferentes tonos de color para poder diferenciarse. Por medio de esta diferenciación se puede asegurar que la cobertura del nuevo estrato pueda ser controlada visualmente. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

31 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Medidas de protección 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / tipo de acero / protección de la superficie Protección anódica / protección de barrera Sistema dúplex Larga duración Estética Sistema duplex Se conoce como sistema dúplex a la combinación de dos sistemas distintos de protección frente a la corrosión, que se complementan entre sí, como es el caso de los recubrimientos galvanizados y los revestimientos de pintura. El sistema duplex es aplicado en taller, tanto la galvanización como las capas de pintura. Las capas de pintura sobre los recubrimientos galvanizados se utilizan generalmente en los casos en que es necesaria una protección muy eficaz contra la corrosión. Los ejemplos más frecuentes se encuentran en la edificación, el mobiliario urbano, la infraestructura vial y en las industrias químicas y eléctricas. En la imagen se pueden ver dos superficies a las cuales se le aplica una protección de barrera. En la de fila de abajo solo se le aplica pintura y la fila de arriba el sistema duplex. Se puede ver en las imágenes de acercamiento la diferente manera de descamarse y como la superficie a la que se le aplica solo la pintura queda más expuesta a la corrosión. Las principales razones de especificar sistemas dúplex son las siguientes: Larga duración de la protección. La protección que proporcionan los sistemas dúplex es mucho más prolongada que lo que podría calcularse por la suma de las duraciones previsibles de cada recubrimiento por separado, galvanización y pintura. El factor de prolongación se estima entre 1,2 y 1,5, dependiendo del sistema de pintura y del ambiente de exposición. Estéticas. Los recubrimientos galvanizados tienen un aspecto plateado o gris metálico. Mediante la pintura puede obtenerse toda clase de coloraciones. Concluyendo en este punto los temas relacionados con la corrosión queremos resaltar que como ocurre con otros materiales los adecuados cuidados en cuanto a la selección de material, su protección y la adecuada instalación permiten eliminar los riesgos del acero ante la corrosión. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

32 Acción del fuego en el acero. 4.d.Aislamiento térmico
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Acción del fuego en el acero El acero no se quema y no conduce el fuego, pero un aumento elevado de la temperatura ligado al fuego cambia las características mecánicas del acero tales como la resistencia a la tensión o el límite de fluencia, produciendo a su vez dilataciones que pueden llevar al colapso de un edificio. Los edificios y los elementos que los componen han de estar concebidos de tal manera que puedan resistir a los efectos del fuego, antes descritos, por todo el tiempo que dure el incendio o durante un tiempo determinado. En el gráfico se puede apreciar como se ve reducida la capacidad del acero de resistir tensiones dependiendo de la temperatura. En el caso más extremo del gráfico entre los 20 C° y los 600 C° la resistencia es reducida a casi una quinta parte. Sin embargo se ve que en temperaturas medias (hasta 200 ºC) la resistencia del acero no cae tan bruscamente. Las imágenes corresponden al edificio Windsor en Madrid, construido entre 1975 y 1979, el cual se incendió en febrero del 2005. De 28 plantas y 5 subterráneos tenía un sistema estructural mixto de hormigón armado y acero, hasta la planta 16 de hormigón armado y de la planta 17 a la 28 estaba compuesto por un núcleo de hormigón armado y una estructura perimetral de acero. El incendio se inició en la planta 21 y generó el hundimiento de la planta 17 y superiores por la falla de los pilares metálicos perimetrales que no estaban protegidos. Torre Windsor, Madrid ( ) Alas y Casariego Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

33 Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / Constructiva Variables de protección contra el fuego La protección contra el fuego implica todas las medidas necesarias para prevenir, evitar la propagación, la extinción y salvar a las personas de los peligros de un incendio. Esta protección tiene dos variables, una de diseño y otra constructiva. Al hacer esta diferenciación se busca acentuar la idea que la protección contra el fuego no es únicamente un recubrimiento de una estructura dada, sino que en el diseño mismo de una estructura hay decisiones que están asociadas a una protección contra el fuego. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

34 Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / Constructiva Compartimentación de los espacios Vías de escape y escaleras de seguridad Reducción de la posibilidad de propagación del fuego Variables de diseño Entre las acciones de diseño, que son de orden organizacional y espacial, encontramos: a._ Las vías de escape y escaleras de seguridad. El salvamento de las personas y de los equipos de socorro y extinción de incendio exige ante todo la seguridad de las vías de evacuación. Se ha comprobado que las muertes en los incendios normalmente obedecen a la insuficiencia de las vías de evacuación. b._ La compartimentación de los espacios como una manera de evitar la propagación del fuego. c._ Relación entre cerramientos, vanos y estructura expuesta, reduciendo al mínimo la posibilidad de propagación del fuego hacia afuera. Un camino que puede seguir el fuego en su propagación de un piso a otro es pasando por fuera de las paredes exteriores a través de los vanos. Este peligro se puede evitar dimensionando los vanos y su separación, o disponiendo losa proyectadas entre cada planta, de manera tal que el largo de la llama no pueda cubrir esa distancia. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

35 Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de protección contra el fuego 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Diseño / Constructiva Protección activa y pasiva. Variables Constructivas Se distinguen dos tipos de protección constructiva contra el fuego: La protección activa compuesta por sistemas que conectados a sensores o dispositivos de detección, entran automáticamente en funcionamiento frente a determinados rangos de partículas y temperatura del aire, descargando agentes extintores del fuego tales como agua, gases, espumas o polvos químicos. Este sistema es bastante eficaz, anunciando y combatiendo los incendios desde sus inicios. En las imágenes de la izquierda se puede ver un sprinkler (rociador) y su instalación en una estructura metálica. La protección pasiva que se basa en elementos de construcción que por sus condiciones físicas aíslan la estructura de un edificio de los efectos del fuego durante un determinado lapso de tiempo, retardando su acción e impidiendo el recalentamiento de un elemento estructural en acero. La protección contra el fuego que son aplicadas son del tipo aislante, pantalla o que sustraen temperatura. A la derecha se puede ver una imagen de la instalación de una protección contra el fuego basada en bloques de hormigón celular. A continuación se exponen una serie de sistemas de protección pasivos de pilares y vigas. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

36 a b c d e 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Recubrimiento de hormigón a Ejemplos de protección de pilares y vigas contra el fuego El recubrimiento de hormigón, les proporciona protección a los perfiles de acero contra los agentes atmosféricos y los choques. Para asegurar el trabajo solidario entre hormigón y acero se tiene que disponer estribos y mallas. En la viga de la figura a el recubrimiento con hormigón se realizan previo a su montaje, en la fabrica o a pie de obra. Para que el hormigón se mantenga adherido al perfil es necesario que lleve una armadura metálica o vástagos soldados. En la figura b el recubrimiento de hormigón del alma de la viga, al realizarse en obra, deja el ala inferior desprotegida, haciendo necesaria la aplicación de una protección a dicha superficie. Esta solución resulta bastante duradera pero de alto costo. Cuando el perfil I queda embebido en una sección rectangular, como en la figura c, es conveniente reducir el peso del recubrimiento empleando hormigones ligeros. En las figuras d y e, con un pilar I y uno de alma hueca, el recubrimiento de hormigón es fijado al pilar mediante una malla de acero. Para todos estos casos se utilizan moldajes para el hormigonado, pudiéndose disponer estos antes del montaje con moldajes horizontales o después del montaje. b c d e Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

37 a b c d e 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Recubrimiento con mortero de cemento vermiculita a El recubrimiento con un mortero de cemento-vermiculita La vermiculita es un mineral de la familia de las micas que contiene agua en su interior. Cuando la vermiculita es sometida a temperaturas elevadas, el agua es expulsada violentamente dentro de las placas de la mica, obteniendo un aumento considerable de volumen. La vermiculita expandida se caracteriza por ser muy liviana, siendo comercializada en diferentes tamaños y formatos. Sus principales propiedades son: Baja Densidad. Aislante Térmico. Aislante Acústico. Aislante Eléctrico. Incombustible. Insoluble (al agua y solventes orgánicos) Absorbente de agua. El mortero es proyectado sobre los elementos de acero, quedando en general rugosas, requiriendo una terminación posterior si van a quedar a la vista. En las figuras b, d y e pueden ver vigas y pilares con el recubrimiento con mortero de cemento vermiculita. En el caso de la figura a, la viga se envuelve con un soporte adecuado, tal como una malla, al cual se le aplica un estuco de vermiculita. Del mismo modo, en el caso de la figura c, el pilar es rodeado con una malla a la cual se le aplica un mortero con vermiculita. Como terminación se puede aplicar yeso. b c d e Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

38 a b c d e 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Recubrimiento de planchas a El recubrimiento de planchas Existe en el mercado una variedad de planchas incombustibles y resistentes al fuego tales como las de yeso cartón, fibrocemento o vermiculita. Se fijan directamente a los perfiles con adhesivos o se dispone sobre soportes. En los dos casos de vigas, figuras a y b se puede apreciar un revestimiento atornillado a listones y un revestimiento pegado, respectivamente. En la figura c se puede apreciar un pilar con un recubrimiento pegado. En el caso de la figura d el recubrimiento es fijado con clavos a unos bastidores que rodean al perfil metálico. Por último en la figura e, tres capas de recubrimiento, las dos primeras fijadas mediante tiras de metal y la última pegada. b c d e Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

39 Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Recubrimiento con envoltura Recubrimiento con envoltura En estos casos se dispone de un aislante flexible, tal como una lana mineral, que recubre la estructura metálica y de una chapa de acero que le da la terminación final. El Hong Kong & Shangai Bank de Norman Foster es una estructura que utiliza este tipo de sistema de protección contra el fuego. Las columnas compuestas, tipo Vierendeel, consisten en cuatro columnas circulares conectadas por vigas huecas, como se ve en la figura inferior derecha. La estructura de acero es protegida de la corrosión por una capa de cemento como se puede ver en la imagen superior izquierda. La protección contra el fuego toma forma con un manto de fibra cerámica fijada mediante una malla de acero inoxidable. Una hoja de aluminio reforzado provee de protección contra el desprendimiento de fibras, como se ve en la imagen superior derecha. Por fuera una chapa de aluminio protege la estructura del edificio. En el espacio entre esta chapa y la estructura circula el sistema de distribución de aire acondicionado. Hong Kong & Shangai Bank ( ) Norman Foster Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

40 Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Pintura intumescente Pintura intumescente La pintura intumescente es un revestimiento protector que posee la propiedad de retardar la propagación de las llamas. Ante la presencia de fuego reacciona aumentando su volumen, formando una capa aislante de espesor voluminoso. Como es una pintura degradable al agua, tiene que ser aplicada sobre una pintura base y recibir una pintura de acabado cuando la estructura queda a la intemperie. Cada uno de los rangos de retardo de acción del fuego, 30, 60, 90 y 120 minutos necesita de espesores diferentes de pintura. Entre sus desventajas encontramos que es un producto caro, por lo que tiene que ser utilizado con prudencia. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

41 Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Protección de los pilares contra el fuego mediante circulación de agua Protección de los pilares contra el fuego mediante circulación de agua El sistema más eficaz para evitar el calentamiento de un pilar en caso de incendio consiste en hacerlo de sección hueca y rellenarlo con agua. Para este sistema se elabora una red de cañerías que alimentan los pilares con un estanque en la zona superior. En caso de incendio el agua al calentarse tiende a ascender siendo reemplazada por el agua fría del estanque. El vapor es liberado. Para evitar la corrosión en el interior de los pilares se añaden al agua los aditivos convenientes. El caso que se presenta es el edificio de oficinas de la US Steel, en Pittsburgh. Una torre de 16 pisos y una altura de 64 metros. Los pilares son de sección hueca circular y cuadrada. En la figura de la derecha se muestra con una línea punteada los pilares por los cuales circula el agua. Finalizando los temas relacionados con el riesgo que constituye el fuego, vemos que se siguen construyendo obras importantes con estructuras de acero, tomándose las precauciones mediante protección activa y pasiva para reducir o eliminar los efectos de cualquier siniestro por incendio. Al respecto varios experimentos realizados en escala real han permitido determinar a que elementos de la estructura debe prestarse especial atención ( p.ej. Pilares) en relación a otros menos comprometidos ( ej. vigas) . Todo esto ha determinado un salto cualitativo que debe considerarse para una adecuada protección económica a la vez que eficaz contra el efecto del fuego. United States Steel, Pittsburgh (1970) Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

42 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Conductividad térmica del acero y puentes térmicos El acero posee una elevada conductividad térmica creando fácilmente puentes térmicos no deseados. Esto significa que puede crear una pérdida de calor en los interiores o por otra parte una condensación en las superficies frías del acero. En las imágenes de la izquierda se puede ver como en la fachada de un edificio se producen las mayores perdidas en las superficies vidriadas y en las carpinterías metálicas, de color amarillo y rojo en la termografía inferior. En las imágenes de la derecha, en la misma fachada del edificio se logra una reducción de las perdidas mediante aislación, reduciendo las superficies vidriadas, reemplazándolas por termopaneles, y no dejando expuestos al exterior los perfiles metálicos. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

43 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. Beneficios del aislamiento. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje 4.f.Sustentabilidad Reduce el consumo energético Protege de la humedad por condensación Impide las dilataciones no admisibles Protege de daños la construcción general Beneficios de un buen aislamiento El aislamiento correcto de una construcción causa: la reducción del consumo energético por enfriamiento y recalentamiento. la protección de la humedad provocada por la condensación. impide las dilataciones no admisibles de los elementos estructurales. protege de daños la construcción general. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

44 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Construir con acero 4.f.Sustentabilidad Trabajar con elementos prefabricados Planificar los procesos de montaje Controlar los puntos de contacto Construir con acero significa, principalmente: a._ Trabajar con elementos prefabricados. Los elementos estructurales tales como los pilares, las vigas, las placas de unión son elaborados y montados en los talleres y se les aplicada la protección contra la corrosión.  b._ Planificar los procesos de montaje. Para la planificación de la ejecución de un edificio de estructura metálica es importante tener conocimiento de los procesos de montaje y de su encadenamiento en el tiempo con los demás trabajos. La velocidad de montaje de las estructuras metálicas hace necesaria una detallada planificación. c._ Controlar los puntos de contacto. Construir de modo profesional se revela sobre todo en el control de estos puntos de contacto entre los componentes de una estructura, tanto del mismo material como en su encuentro con otros. Además este control tiene que estar presente en la producción en fabrica y la elaboración en el sitio. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

45 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Construir con acero 4.f.Sustentabilidad Proyecto de Arquitectura Proyecto de ingeniería Proyecto de fabricación Proyecto de montaje Ingeniería de detalle Todo proyecto de una estructura de acero cuenta con planos de arquitectura, ingeniería, fabricación y montaje. Nos referiremos a estos últimos tres: a._ El Proyecto de Ingeniería: este contiene la concepción estructural del proyecto, describiendo las dimensiones y secciones de los componentes así como su manera de ser unidos. b._ El Proyecto de Fabricación: en él se desarrollan los detalles de cada uno de los componentes de la estructura, mostrándose separadamente todas las variables necesarias para su fabricación. c._ El Proyecto de Montaje: es una representación esquemática en la que se indican la codificación de los componentes de la estructura, la manera de ser colocados en su posición y su secuencia de montaje. Junto estos datos básicos se indican otra serie de datos complementarios que faciliten el montaje de la estructura. En estos tres proyectos participa la ingeniería de detalle, la cual está encargada de describir de forma pormenorizada las cantidades, las especificación y la ubicación de cada uno de los componentes de la obra, así como la mano de obra y los equipos necesarios para su ejecución. Cada proyecto requiere de un levantamiento del sitio, el cual nos ofrece la información necesaria para determinar como se va a ejecutar cada uno de los detalles que forman parte del sistema a implementar. Así la ingeniería de detalle da cuenta de los costos y los requerimientos de tiempo de cada una de las partidas que componen el desarrollo de la obra. De este modo, los planos con los componentes, las uniones y conexiones necesarias, el cronograma, el presupuesto son algunos elementos que son parte de esta labor. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

46 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación El proceso La fabricación El rol de la fabricación, es la transformación de los laminados en elementos estructurales que sean ensamblables para constituir la estructura final. En la secuencia se puede observar la transformación del perfil doble T en un elemento estructural para finalizar como componente de una estructura mayor. Un cuidadoso estudio del proceso de fabricación puede reducir significativamente la mano de obra necesaria. La productividad de los talleres más eficientes suele ir desde las 2 horas-hombre promedio por tonelada, en el caso de un edificio sencillo de varias plantas, hasta las 20 horas-hombre promedio por tonelada en estructuras de gran complejidad. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

47 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad El proceso Existencias del producto / Preparación de la superficie / Cortado / Agujereado / Ensamble / Pintura / Inspección y despacho El proceso de fabricación implica varias operaciones que a continuación se enumeran: a._ existencias del producto: en primer lugar se tiene que verificar la existencias del producto de manera tal de garantizar la continuidad de la obra. b._ preparación de la superficie: es preciso limpiar previamente la superficie de toda clase de impurezas. c._ cortado: dependiendo de la complejidad del trabajo y de la sección de los perfiles o chapas se pueden realizar los cortes de diferentes maneras: cizalla, sierra circular, oxicorte o plasma. d._ agujereado: en la mayor parte de los casos los agujeros se realizan mediante la perforación y en el caso de elementos secundarios de poco espesor mediante punzonado. e._ ensamble: los componentes de la estructura primaria tales como la columna, la viga, los arriostramientos, son manufacturados separadamente, para luego ser unidos mediante soldadura o pernos. f._ pintura: la fabricación se completa usualmente con una base de pintura la cual es aplicada previa limpieza de la superficie. g._ inspección y despacho: es necesario una inspección de los elementos previo al despacho para prevenir posibles errores. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

48 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación Tamaño de componentes limitados Pasemos a desglosar los principales puntos a tomar en cuenta para la fabricación de una estructura de acero: Tamaño de componentes limitados por la capacidad de la grúa y el transporte El tamaño de los componentes individuales está siempre limitado por la capacidad de elevación de las grúas y del transporte. Sin embargo, dentro de estos límites, el principio general es maximizar el trabajo en la etapa de fabricación y minimizar el trabajo en obra, premontando unidades en conjuntos lo más grandes posible en el taller. En el grafico se puede ver la capacidad de carga de una grúa de 35 toneladas y como esta se reduce en la medida que se alarga el brazo y se inclina mas, llegando a una capacidad de 1,4 toneladas con el brazo completamente extendido y casi horizontal. Estas son variables que se tienen que incorporar al diseño. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

49 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Diseño de componentes repetitivos Mediante el diseño de elementos repetitivos, reduciendo al máximo la variedad, se simplifica el montaje y minimiza el riesgo de error. Aunque los costes del material y fabricación puedan verse incrementados marginalmente, las economías producidas en obra compensan de sobra cualquier posible incremento. La sencillez y repetición de elementos de la estructura son factores que deben ser tenidos en cuenta durante la fase de diseño; así, por ejemplo, elementos armados, como las vigas de sección variable, resultan más económicos si son fabricados en gran número. El sistema de tubo de la Sears Towers esta formado por elementos repetitivos que cubren toda la altura del edificio, logrando una gran economía. En la figura de la derecha se puede ver el elemento que se repite en toda la estructura (este caso será estudiado con mayor profundidad en la presentación acerca de edificios de altura) Sears Towers, Chicago ( ) SOM Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

50 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Uniones estandarizadas Normalmente los fabricantes de estructuras de acero abordan la ejecución de las uniones de acuerdo a sus métodos de producción. Es por ello que los arquitectos tienen que tener conciencia de los detalles típicos de manera tal de evaluar lo conveniente y apropiada que puede ser una propuesta específica. El detalle de esta unión depende de las fuerzas y los momentos que se tienen que transferir y de la elección de la medidas de los componentes. Existe una variedad de formas de unir elementos en estructuras metálicas regulares tales como: a._ Viga con columna b._ Viga con viga c._ Columna con columna d._ Columna con fundación e._ Arriostramientos f._ Tubulares A continuación se presentarán una serie de uniones standard de los listado anterior. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

51 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Viga con columna a, b._ Una unión con dos ángulos que abrazan la viga. La unión permite grandes ajustes en obra ya que los pernos se ubican en agujeros que permiten desplazamientos en dos direcciones. c._ Algunas veces se dispone un ángulo inferior a la viga que facilita el montaje y garantiza la transmisión de los esfuerzos verticales a la columna. a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

52 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Viga con columna a, b._ En las dos figuras de la izquierda se puede visualizar una unión de viga con columna mediante una aleta soldada a la columna. La simplicidad de este tipo de unión ofrece muchos beneficios durante la fabricación y el montaje. La viga puede ser fácilmente alineada con la aleta y con un tercio de los pernos fijados ya es posible soltar la viga. c._ Propuesta con vigas paralelas. La unión se realiza mediante la proyección de un perfil canal el cual es soldado a la columna y apernado a las vigas. Esta unión no es apropiada para pequeñas columnas dadas las dificultades para soldar el perfil canal y luego apernar la viga. a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

53 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Viga con columna a, b._ Una unión flexible mediante chapa que permite ajustes en obra. Un problema que puede aparecer con este tipo de uniones es que cuando hay una serie de vigas en un eje, la acumulación de los cortes y las tolerancias pueden empujar a una de las columnas fuera de su plomo. Esto se debe a que esta unión solo permite ajustes verticales y no horizontales. Otro problema se produce cuando las vigas cubren largas luces y se encuentran por ambas caras del alma de la viga, compartiendo los pernos. En esos casos es conveniente disponer de un apoyo durante el montaje, por ejemplo un ángulo. c._ En esta unión, la mitad de la chapa es soldada a la viga y la otra mitad a la columna. En esta solución, la chapa soldada a la columna transfiere los esfuerzos verticales que ejerce la viga. Esta solución no es recomendable en lugares sísmico ya que esta pensada principalmente para transferencia de cargas verticales a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

54 a b 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Viga con columna a, b._ Esta unión es similar a la anterior con la salvedad que la chapa cubre toda la sección de la viga, permitiendo una transferencia optima de los momentos. a b Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

55 a b 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Viga con columna La unión entre viga y columna puede realizarse tanto en la fabrica como en el sitio de la obra. Típicos ejemplos de estas dos opciones son los casos de las figuras a y b. En el caso de la figura a, la unión soldada es realizada en la fabrica, el cual es un ambiente controlado. La unión con pernos, desplazada del punto de contacto entre viga y columna, se realiza en obra. Dado el trabajo que implica este tipo de unión, es bastante mas costosa. La unión soldada, aquella de la figura b, necesita que la viga sea sostenida temporalmente con pernos o chapas mientras es soldada. Esta unión era la más utilizada en edificios en zonas sísmicas hasta antes del terremoto de Northridge de 1994. Con posterioridad a este terremoto se desarrollaron una serie de investigaciones en las cuales se constató las deficiencias de la unión soldada de la figura (b) frente a las solicitaciones de los sismo, definiéndose criterios para una unión resistente entre columna y viga para zonas sísmicas. a b Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

56 a b 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares En zonas sísmicas Viga con columna. En zonas sísmicas En la figura de la izquierda (a) se puede ver con líneas punteadas el marco en su estado previo y con la línea continua el marco deformado. Antes de la deformación producida por una solicitación lateral, la viga y la columna tienen una unión recta. Durante la deformación elástica la columna y la viga permanecen con una unión recta y la viga se gira con una doble curvatura entre las dos columnas. Con este tipo de solución es la unión entre viga y columna la que absorbe las deformaciones En la figura de la derecha (b) se puede ver el comportamiento deseado de un marco, haciendo que la unión entre viga y columna no sea plástica sino que rígida, desplazándose la respuesta frente a los esfuerzo por las solicitaciones hacia unas articulaciones en la viga, la cuales son señaladas en la figura con las elipses. a b Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

57 a b 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares En zonas sísmicas Viga con columna. En zonas sísmicas En la figura se pueden ver dos posibilidades de cómo desplazar la articulación plástica. En la unión de la izquierda (a) se reduce la sección del ala de la viga (dog bone), haciendo la viga menos rígida frente a las deformaciones. En la unión de la derecha (b) se rigidiza el nudo mediante cartelas. En ambos casos se logra el mismo objetivo, el desplazamiento hacia la viga de la disipación de los esfuerzos por las solicitaciones de los sismos. A continuación veremos una serie de uniones entre viga y columna para zonas sísmicas. a b Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

58 a b c d 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares En zonas sísmicas Viga con columna. En zonas sísmicas Una característica común a todas las uniones que se muestran a continuación es que cuentan con atiesadores, que son las chapas que le dan continuidad al ala de la viga en la columna. El atiesador transfiere las cargas a toda la columna, reduciendo las solicitaciones locales al ala de la columna. a._ Esta primera unión es similar a la unión soldada antes vista, pero se le incorpora una chapa a cada una de las alas de la viga la cual tiene continuidad con el atiesador. Al igual que la unión soldada, el alma de la viga es apernada para facilitar su montaje. b._ Esta unión es similar a la anterior pero en este caso todas las conexiones son apernadas. c._ En esta unión se busca repartir las solicitaciones de la viga en una sección mayor de columna mediante una chapa apernada. d._ Por último, la unión con la sección de la viga reducida o dog bone -que ya habíamos visto en una clase anterior- en la cual se realiza una reducción del ala de la viga, desplazando la rotula plástica de la unión hacia la viga. a b c d Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

59 a b c d 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares En zonas sísmicas Viga con columna. En zonas sísmicas a, b, c._ Todas estas uniones permiten la transferencia de momentos de la viga a la columna y cuentan con atiesadores. En cuanto al montaje son iguales a las anteriores a excepción de aquellas en las cuales la cartela dificulta el acceso al perno. En la figura d se puede ver como se obtiene una cartela cortando en diagonal un perfil doble T. a b c d Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

60 a b d c e 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares a b d Viga con viga Una característica común de las uniones entre viga y viga es la de estar a un mismo nivel por la cara superior. En los casos en que las vigas secundarias llegan hasta el alma de la viga primaria, es necesario recortar el ala superior, o ambas alas, para lograr el mismo nivel en la cara superior, como se puede ver en la figura a. En las figuras b y c se pueden ver dos posibilidades de uniones de viga con viga, una mediante una chapa (b) y la otra mediante dos ángulo que abrazan a la viga secundaria (c). Este tipo de uniones no son recomendables en los casos que se tienen que transmitir momentos, ya que alma de la viga primaria, dado su espesor, puede no resistir los esfuerzos locales. Se puede lograr una mayor rigidez y por ende una transferencia de los momentos, mediante una chapa que se fija tanto al alma de la viga primaria como al ala, como en el caso de la figura d, o mediante chapas que unan las alas de la viga primaria, como en el caso de la figura e. c e Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

61 a b c d e f 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Columna con columna El empalme entre columnas en edificios de varios pisos es algo que usualmente ocurre cada 2 o 3 pisos y normalmente es ubicado 50 cm por debajo del nivel de suelo. Esta operación resulta conveniente para la fabricación, el transporte y el montaje de una estructura. En las figuras a y b se puede ver una unión típica entre columnas de una misma sección, mediante chapas apernadas tanto al ala como al alma de la columna. En la figura c se une mediante chapas el alma de la viga y con una soldadura las alas de la viga. Esta solución se utiliza cuando la apariencia visual de una unión limpia y sencilla es muy importante. En las figuras d, e y f se muestran uniones típicas entre columnas de diferente sección. a b c d e f Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

62 a b c d 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Columna con fundación En las figuras a y b se puede ver una típica unión rígida entre columna y fundación. La chapa de base actúa como mediación que reparte los esfuerzos entre la columna y la fundación. Dependiendo de los esfuerzos a los que es sometido depende el diseño de esta unión. En los dos casos de las figuras la base actúa principalmente para transferir las cargas. En las figuras c y d se puede ver una unión rígida en la cual hay transferencia de momentos mediante las escuadras. a b c d Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

63 a c d b e 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares a c d Viga de entramado Los elementos que componen las vigas de entramado pueden ser unidos mediante soldadura o pernos. Es recomendable, que los centros de gravedad de cada uno de los elementos que se encuentran en una unión, coincidan en un punto, como se puede ver en todas la figuras con las líneas punteadas. Con esto se eliminan las solicitaciones excéntricas en los nudos. En general, como se puede ver en la figura a, c, d y e, es necesario incorporar chapas de unión (gusset plate) en los encuentros de los perfiles, cuando los perfiles poseen dimensiones reducidas, de manera tal de repartir los esfuerzos y no tener que sobredimensionar las barras por los nudos. En las figuras a y b se muestran uniones entre perfiles angulares. En las figuras c, d y e se muestran uniones con perfiles para cargas pesadas. b e Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

64 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Viga con columna / Viga con viga / Columna con columna / Columna con fundación / Viga de entramado / Tubulares Tubulares En los encuentros entre perfiles tubulares, al igual que en las secciones abiertas, existe la posibilidad de realizar uniones soldadas o apernadas, pero estas últimas, necesariamente contienen conectores soldados. Normalmente las uniones mas utilizadas son aquellas soldadas. Como se puede ver en las figuras a y b se pueden realizar los corte para un encuentro continuo a lo largo de toda la sección del perfil, asegurando una unión rígida. En las uniones de las figura b junto al encuentro continuo de las secciones de los perfiles se suman chapas conectoras soldadas. En las figuras c se pueden ver diferentes tipos de terminales todos ellos con conexiones apernadas. a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

65 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Rangos de tolerancia Los rangos de tolerancia Se entiende por tolerancia dimensional, la diferencia entre la medida nominal, es decir la especificada en el proyecto, y la medida real, es decir, la que realmente se ejecuta. Esta diferencia tiene que quedar contenida entre el rango mayor y menor admisible. Ninguna construcción y ningún elemento estructural puede ser creado y montado exactamente según la cualidad y las medidas descritas en el proyecto. Es por eso que durante el desarrollo del proyecto es necesario preocuparse de las variaciones tolerables. En las construcciones en acero la unidad de medida que se utiliza es el milímetro. Esto implica una reducción significativa de las desviaciones dimensionales comparado con otros materiales más masivos en los cuales se trabaja en centímetros. En general las tolerancias más bajas , es decir, cuando se exige una precisión más alta, está ligada a costos de producción más altos. Por lo tanto para cada caso singular se debe verificar cual es la precisión que se considera necesaria y adecuada. Por último, hay que tomar en cuenta que la acumulación de todas las tolerancias máximas de una estructura puede causar notables problemas Hay dos tipos genérico de tolerancia: a._ Las variaciones geométricas de las secciones y los componentes. b._ Las desviaciones de los componentes después de ser montada la estructura. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

66 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Rangos de tolerancia Variaciones geométricas / desviaciones de los componentes Variaciones geométricas Las variaciones geométricas de las secciones y los componentes. En las figuras, de izquierda a derecha, se pueden ver una serie de distorsiones locales y globales que produce la soldadura dados los cambios de temperatura que provoca en el material: a._ deformación local de las alas y el alma de una viga. b._ acortamiento global de la viga. c._ deformación de la viga por desigualdad entre las alas. a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

67 a b c 4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego
4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación 4.f.Sustentabilidad Tamaño de componentes limitados Diseño de componentes repetitivos Uniones estandarizadas Rangos de tolerancia Variaciones geométricas / desviaciones de los componentes Desviaciones de los componentes Las desviaciones de los componentes después de ser montada la estructura. En las figuras, de izquierda a derecha, se puede ver: a._ La desviación admitida de alineación entre dos vigas que están en un mismo eje estructural y son adyacentes (Δ = 5 mm.) b._ La desviación permitida en el nivel de una viga (Δ = la milésima parte de la luz) c._ La desviación admitida de alineación entre dos pilares que están en un mismo eje estructural y son adyacentes (Δ = 5 mm.) a b c Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

68 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje 4.f.Sustentabilidad Montaje  El montaje corresponde a la serie de operaciones fuera de la fabrica que se realizan para la construcción de una estructura de acero en su sitio definitivo. Para ello es esencial la conexión de todos los subcontratistas e instaladores que participan en la construcción. En muchas ocasiones, es la parte más importante del proceso de desarrollo de un proyecto, interviniendo en su diseño y fabricación. A menudo ocurre que las condiciones para el montaje sean difíciles, dado esto por el clima, el sitio de la obra, el tamaño y peso de los componentes, la distancia a la fabrica, etc. Los problemas que pueden surgir en esta fase son caros de rectificar y pueden suponer grandes retrasos en el programa. Problemas aparentemente triviales, como entregas del acero fuera de secuencia, falta de tornillos o accesorios, demoras en artículos menores, duplicidad de movimientos de materiales, errores dimensionales en los elementos, pueden repercutir muy negativamente en la efectividad de la construcción. En la figura se puede ver el esquema de montaje de los elementos de estructura que componen la fachada de la Cámara de Comercio de Guipúzcoa de Maite Apezteguía. Cámara de Comercio de Guipúzcoa (2004) Maite Apezteguía Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

69 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje 4.f.Sustentabilidad La coordinación entre los diferentes proyectos Coordinación y programación de la obra La secuencia de Montaje El Clima La variación de temperatura Las tolerancias La estabilidad durante el montaje Montaje  A continuación se presentan una serie de variables a tomar en cuenta acerca del proceso de construcción en el sitio y como esto afecta en los costos y la programación de la obra. a._ La coordinación entre los diferentes proyectos Los proyectos de cálculo, fabricación y montaje tienen que estar completos, dimensionados acuciosamente y coordinados con el proyecto de arquitectura. Los planos de montaje deben ser claros, no ambiguos, y completos, incluyendo en cada uno de ellos todos los detalles como el tamaño de los tornillos, pesos de los elementos, existencia de accesorios, etc. b._ La coordinación de la obra Un proyecto típico involucra una serie de contratistas que incluyen el acero, hormigón armado, muro cortina, instalaciones y otros. La coordinación entre cada uno de estos contratistas y la programación de cada una de las partidas, resulta fundamental para la buena ejecución de la obra. c._ La secuencia de Montaje El planeamiento y la programación del montaje de una obra son extremadamente importantes para lograr la mayor eficiencia y rapidez de construcción. La eficiencia del proceso pasa por contar en la obra con los componentes “justo a tiempo” evitando el almacenaje. d._ El Clima Es de vital importancia la consideración del clima para el proyecto y la programación del montaje de una obra de acero. No es lo mismo montar un edificio de acero en una zona muy ventosa, que montar el mismo edificio en una zona donde nieva. Cada una de estas situaciones climáticas exige tomar medidas especiales. Con la programación de la obra se tiene que tender a minimizar las interrupciones durante el montaje por motivos de clima adverso. Además el clima también influye en la selección del tipo de protección contra la corrosión y el lugar donde sea aplicada: en la fabrica o en la obra e._ La variación de temperatura Las variaciones de temperaturas, relacionada tanto a la temperatura del aire como a la exposición directa al sol, implica la expansión y la contracción de los componentes de acero. Esto no influye en la mayor parte de los edificios en acero de tamaño medio, pero si en las grandes luces y los edificios de altura. Imaginémonos una viga de entramado que cubre una luz de 60 metros. Si el coeficiente de dilatación es de 0,012 mm/m °C y la variación de temperatura entre el día y la noche es de 30° C, obtenemos una dilatación de 21,6 milímetros, algo no despreciable si las uniones con las columnas, las fundaciones o incluso las instalaciones no están diseñadas para dicho desplazamiento. f._ Tolerancias Las tolerancias para todos los materiales tienen que ser consideradas tanto en el diseño, la fabricación como en el montaje. g._ Estabilidad durante el montaje El contratista que realiza la construcción tiene que determinar y ejecutar los soportes y arriostramientos temporales que aseguren la estabilidad de la obra en acero durante el montaje. Los soportes temporales tienen que asegurar la estabilidad contra las cargas propias de la estructuras y las cargas de viento durante el montaje. No se consideran aquellas cargas impredecibles como terremotos, explosiones o colisiones. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

70 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje 4.f.Sustentabilidad Montajes especiales Los procedimiento para montajes especiales Para la cubierta del Palau Sant Jordi de Barcelona, obra de Arata Isozaki se utilizo tecnología CAD y NC, de vanguardia para la época (1992). Mediante estas tecnologías se logró economías tanto en la fabricación como en el montaje. La cubierta del edificio es una estructura espacial que describe una superficie de doble curvatura; curva en planta y en corte. La luz de la cubierta es de 128 x 106 mts. La malla espacial tiene una altura de solo 2,50 metros, es decir 1/42 de la luz mas corta. Lo mas innovador de esta estructura fu su montaje. Como se puede ver en la secuencia de figuras de arriba abajo, se monto sobre soportes temporales la cúpula central, directamente bajo su posición final. Luego se montaron las 16 secciones del perímetro con uniones articuladas a la cúpula central y a las columnas perimetrales. El ascenso se efectuó en fases sucesivas hasta llegar a la altura final donde las secciones fueron unidas entre si para finalizar con la operación de desapeo que se realizó de manera progresiva. Palau Sant Jordi, Barcelona (1992) Arata Isozaki Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

71 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje 4.f.Sustentabilidad Montajes especiales Al diseñar deben elegirse aquellos detalles que faciliten el montaje en obra. Algunas soluciones estructuralmente eficientes pueden no serlo en su montaje. Un caso especial de detalles que facilitan el montaje es el de la imagen y los gráfico donde se puede ver el nudo de la Orangerie (arcadas bajo las cuales se plantaban naranjos que estaban protegidos del frío del invierno) del Castillo de Praga. Este nudo tiene la particularidad de que no necesita de soldadura y de que es de muy sencillo ensamblaje necesitándose solo un tornillo, pudiéndose cubrir una luz de 25 metros. Orangerie del Castillo de Praga (1998) Eva Jiricna Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

72 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento 4.f.Sustentabilidad Mantenimiento Todas las estructuras (edificios, puentes y otros) deben ser inspeccionadas y mantenidas de forma regular. Con frecuencia, los costes asociados con estas actividades tienen relación con los costes iniciales. Las áreas que son difíciles o imposibles de inspeccionar necesitan un tratamiento cuidadoso. En muchos casos hay una relación entre la inversión realizada y la expectativa de vida y gastos de mantenimiento. En la estructura de acero, la corrosión y su prevención son variables de gran importancia. Los costes de los sistemas de protección contra la corrosión tienen relación con las condiciones de exposición, el mantenimiento y la inspección planificada, los detalles en el diseño, la especificación de protección y la calidad de la primera aplicación. Deben evitarse proyectos que permitan la condensación y el estancamiento de agua y las áreas inaccesibles deben ser selladas. Es por esto que un detalle pormenorizado en el cual se toman en cuenta estas variables, tiene muy poca repercusión en el coste y es parte importante de todos los diseños. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

73 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Aprovechamiento de los recursos naturales / Minimización del impacto ambiental Sustentabilidad Arquitectura Sustentable es un modo de concebir el diseño arquitectónico buscando aprovechar los recursos naturales de tal modo de minimizar el impacto ambiental de las construcciones sobre el ambiente natural y sobre los habitantes. La arquitectura sustentable intenta reducir al mínimo las consecuencias negativas que acarrean los edificios en el medio ambiente; realzando eficacia y moderación en el uso de materiales de construcción, del consumo de energía, del espacio construido manteniendo el confort higrotérmico. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

74 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable Principios de una construcción sustentable A continuación se exponen 6 principios para la implementación de una construcción más sustentable: 1._ Comprender cual es el significado de desarrollo sustentable para el arquitecto y sus clientes. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

75 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable 2. Ciclo de vida 2._ Usar la idea de ciclo de vida para informar las decisiones proyectuales, informándose acerca de los procesos productivos de la industria de la construcción. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

76 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable 2. Ciclo de vida 3. Minimizar el impacto 3._ Diseñar para minimizar el impacto de las acciones en el medioambiente. Los criterios medioambientales y de sostenibilidad subyacen en todas las determinaciones del proyecto del bulevar bioclimático en Vallecas, Madrid: los materiales utilizados (en su mayoría de origen reciclado), la utilización de energías alternativas, la climatización por sistemas pasivos, la optimización de los recursos o el carácter social. La obra opta por una estrategia de dotar de un mayor confort climático los espacio público a la espera de que los arboles crezcan y sean lo suficientemente densos y de buen porte. Esto debiera ocurrir dentro de unos quince o veinte años. Para ello instalan los llamados “árboles de aire”, estructuras ligeras, desmontables y autosuficiente energéticamente, que sólo consume lo que son capaces de producir mediante sistemas de captación de energía solar fotovoltaica. Transcurrido el tiempo suficiente para el crecimiento de los árboles, estos dispositivos deberían desmontarse. Ecobulevar Vallecas, Madrid (2000) Ecosistema urbano Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

77 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable 2. Ciclo de vida 3. Minimizar el impacto 4. Renovación y rehabilitación 4._ Cuando es posible, extender la vida de los edificios mediante renovación y rehabilitación. El ejemplo corresponde a la recuperación de la fábrica de chocolates de Noisiel-sur-Marne, cerca de Paris, construida entre 1871 y 1872, el primer edificio de varias plantas con estructura metálica. Su recuperación implicó un cambio de programa, pasando de ser una fabrica a un centro administrativo. Oficinas Centrales Administrativas, Marne-la-Vallée (XIX-XX) Reichen & Robert Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

78 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable 2. Ciclo de vida 3. Minimizar el impacto 4. Renovación y rehabilitación 5. Proyectar para la flexibilidad 5._ Proyectar para la flexibilidad, para extender la vida del edificio y su desmontabilidad, para animar el futuro reúso y reciclado de los productos y los materiales. La iglesia cristiana para la Expo 2000 en Hannover es un pabellón que por su naturaleza temporal requería ser desmantelado y re-ensamblado con facilidad y rapidez. La prefabricación de partes, la precisión y la aplicación de conexiones desmontables hicieron del acero el material idóneo. Los nudos fueron diseñados para resistir fuerzas axiales y rotacionales. Este fue el primer proyecto de gran envergadura en el que se ha utilizado este tipo de nudo de precisión permitiendo una unión rígida sin requerir de soldadura o pernos adicionales. La unión, como se puede ver en la figura de la derecha, se basa en un sistema de encaje de piezas. Christ Pavillon, Expo 2000, Hannover (2000) Von Gerkan, Marg & Partners Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

79 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable 1. Significado del desarrollo sustentable 2. Ciclo de vida 3. Minimizar el impacto 4. Renovación y rehabilitación 5. Proyectar para la flexibilidad 6. Trabajar con aquellos han optado por el desarrollo sustentable 6._ Seleccionar contratistas que han adoptado los principios del desarrollo sustentable dentro de su cadena de producción. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

80 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable Sustentabilidad de la construcción en acero Residuos / Minimización de la polución / Desempeño y calidad El acero es 100% reciclable Se minimiza los desechos gracias a la prefabricación Se puede reutilizar, reciclar o desmontar Las cualidades del acero no se reducen con el proceso de reciclaje Sustentabilidad de la construcción en acero Pese a que la producción del acero exige en una primera instancia un gran gasto de energía, el acero cuenta con una serie de características que lo hacen sustentable. Residuos. El acero es 100% reciclable Uno de los primeros puntos a evaluar acerca de si un material es sustentable, es su ciclo de vida junto a su generación de residuos. La construcción en acero minimiza los desechos en su manufactura gracias a la prefabricación. En promedio el 10% de los materiales utilizados en una construcción terminan como desechos y de ellos el 60% son tirados al basurero. El acero desechado en una obra es reciclable en su totalidad a diferencia del hormigón, la madera, las placas, etc. Y sus propiedades no se ven mermadas con el proceso de reciclaje. A diferencia de otros materiales en los cuales el fin de un edificio implica su demolición, los edificios de acero se puede reutilizar, reciclar o desmontar. Como dato referencial podemos decir que el promedio de acero reciclado contenido en los aceros estructurales en Gran Bretaña es de un 60%. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

81 Conductividad y puentes térmicos.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable Sustentabilidad de la construcción en acero Residuos / Minimización de la polución / Desempeño y calidad No se deteriora en interiores Con la prefabricación se ahorra energía y reduce polución Proceso seco en la obra Transporte reducido hacia la obra Minimización de la polución El acero es un material inerte que no se deteriora en ambientes interiores. La industria de la construcción en acero ha efectivamente eliminado el riesgo de contaminación en la manufactura y en los procesos en la obra. Los componentes de acero prefabricados son producidos en fábricas en condiciones controladas, ahorrando energía y con tecnologías de reducción de polución. La tecnología del acero es esencialmente un proceso seco en la obra El transporte del material hacia la obra y las necesidades de personal son bastantes reducidos por el uso de elementos prefabricados. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

82 Tipos de protección: Diseño para prevenir.
4.a.Tipos de acero 4.b. La corrosión Definición. Tipos de corrosión. Tipos de protección: Diseño para prevenir. Clasificación del acero. Protección de superficie. 4.b. La corrosión 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero. Variables de diseño y constructiva. Protección activa y pasiva. Misión de la protección del acero contra el fuego. Ejemplos. 4.c. El fuego 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos. 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Variables. Fabricación. Montaje. Mantenimiento. Desmontaje. 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable Sustentabilidad de la construcción en acero Residuos / Minimización de la polución / Desempeño y calidad Aislación acústica en losas y muros Aislación térmica Grandes luces Larga vida y resistente a los daños Desempeño y calidad La construcción en acero es de alta calidad y de buen rendimiento en comparación con el uso de materiales tradicionales. Se puede lograr una excelente aislación acústica en losas y muros. Se puede proporcionar altos niveles de aislación térmica, destacable porque reduce los costos de calefacción. Se pueden lograr grandes luces haciendo los espacios más adaptables para actuales y futuros usos. El acero tiene una larga vida y es resistente a los daños si es protegido adecuadamente en ambientes exteriores. Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

83 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje
4.a.Tipos de acero Metales férricos Descripción Historia Composición química Estabilidad 4.b. La corrosión Definición Tipos de corrosión Medidas de protección Protección mediante tipo de acero Protección de la superficie 4.c. El fuego Acción del fuego en el acero Variables de protección contra el fuego Sistemas de protección 4.d.Aislamiento térmico Conductividad y puentes térmicos 4.e.Fabricación, montaje, mantenimiento, desmontaje Construir con acero Fabricación Montaje Mantenimiento Desmontaje 4.f.Sustentabilidad Arquitectura sustentable Principios de una construcción sustentable Sustentabilidad de la construcción en acero Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero

84 Bibliografía Luis Andrade de Mattos Dias (2006) Estructuras de acero. Conceptos, técnicas y lenguaje, Zigurate Editora. Hart, Henn y Sontag (1976) El Atlas de la construcción metálica. Casas de pisos, Editorial Gustavo Gili Alan Blanc, Michael McEvoy y Roger Plank (1992) Architecture and Construction in Steel, E & FN Spon. Schulitz, Sobek, Habermann (1999) Atlante del´Acciaio, UTET Reichel, Ackermann, Hentschel, Hochberg (2007) Building with steel. Details. Principles. Examples, Edition Detail. AAVV (2007) Sustainability of Steel in Housing and Residencial Buildings. A European Perspective, The Steel Construction Institute Capítulo 04: Tecnología de la construcción en acero


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