SEMANA V

AGLOMERANTES

Definición

Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables.

Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.

Primarios:

Proceden de la calcinación de una roca, sin adición alguna, cal de la calcinación y yeso y cemento de la cocción. Yeso, Cal y Cemento

Secundarios:

Mortero
Hormigón
y existen algunos conglomerantes de origen orgánico y hacen parte de los Materiales bituminosos: (Betún, Asfalto, Alquitrán.)

Tipos de Aglomerantes

Conglomerantes aéreos:

 Los que endurecen en contacto con el aire.
Conglomerantes hidráulicos:

 Los que pueden endurecer en contacto con el aire y sumergidos en agua.

Conglomerantes hidrocarbonatados:

 Los que se endurecen por el cambio de viscosidad con la temperatura como los betunes.

Yeso

Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).

Proceso de obtención del yeso:


Extracción o arranque de piedra

Se extrae fácilmente con la ayuda de barrenos de pólvora de mina. Según la situación del filón, la cantera puede ser a cielo abierto o en galerías.

Fragmentación y trituración de la piedra de yeso

Para esto, se emplean molinos de martillos. Se introducen en ellos la roca fragmentada y es triturada al golpeo de los martillos. Se emplean también las machacadoras de mandíbula, que consisten en una gruesa placa de acero fija y otra móvil, accionada por una biela-manivela. La apertura de estas mandíbulas es graduable, con lo que se consigue una granulometría diferente de la roca triturada.

Deshidratación y cocción de la piedra

Primitivamente se realizaba formando montones de piedras de yeso, en capas alternas de combustible y piedra, o, también, colocándola en unos huecos en las laderas de los montes, y empleando, con material de combustible, madera de los bosques próximos. El yeso así obtenido contiene las cenizas del combustible y muchas impurezas, por lo que se llama yeso negro; se emplea para construcciones no vistas.

Procedimientos de cocción del yeso:

Actualmente existen procedimientos para conseguir una perfecta cocción del aljez, sin riesgo de que se mezclen impurezas.

Sistema de horno giratorio. El cuerpo principal de este horno está formado por un cilindro de palastro, de 8 a 12m de longitud y 1.50m de diámetro. Este cilindro se calienta exteriormente y, por no estar revestido interiormente de material refractario, su pérdida de calor es ínfima. La piedra de yeso se introduce reducida al tamaño de la gravilla fina, por lo que se evita una deshidratación rápida. El cilindro tiene, interiormente soldada, una chapa en forma de hélice, que es la encargada de ir sacando la piedra de yeso al exterior.

Clasificación de los yesos

Yeso gris o negro

 Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas(cenizas, carbón, etc...), aparte de las que lleva consigo la piedra de yeso(se emplea un algez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas.

Yeso blanco

Se obtiene a partir de un algez con pequeñas proporciones de impurezas, después de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido mas de un 10% en un tamiz de dos décimas de mm. Es muy blanco y en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.

Yeso escayola

Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en fineza del grano, no quedando retenido más del 1%

En un tamiz de 0.2 mm.

Cal

Es un producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimacion o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.



Obtención de la cal:

Se puede obtener mediante las fases siguientes:

Extracción de la roca

El arranque de la piedra caliza puede realizarse a cielo abierto o en galería y por distintos medios, según la disposición del frente. Los bloques obtenidos se fragmentan para facilitar la cocción.

Cocción o calcinación

El carbonato de calcio (CO2Ca), componente principal de las calizas, al someterlo a la acción del calor se descompone en anhídrido carbónico y oxido de calcio o cal viva, produciéndose la reacción química:

CO3Ca+calorCO2+Oca

CANTERAS - LA MERCED

CANTERAS CHANCHAMAYO - LA MERCED

CANTERA KIMIRI:

CANTERA VILLA PROGRESO:

CANTERA PLATANAL:

CANTERA VELLA VISTA:

CANTERA GALLITO DE LAS ROCAS:

CANTERA PLAYA SAN JUAN:

SEMANA IV

MATERIALES PETREOS NATURALES - ROCAS

DEFINICIONES

(Petreus = pedregoso). Son los materiales naturales, o estos adaptados por el hombre, que sirven como base para elaborar elementos componentes de una obra civil o arquitectónica.

Piedras Naturales

Se considera roca a todo material que forma parte de la litosfera, con independencia de sus estados físicos; es decir, pueden ser sólidas, líquidas y gaseosas. En una definición más práctica, las rocas son mezclas de minerales, aunque en ocasiones puedan estar constituidas por una sola especie mineral; su definición puede basarse en las siguientes propiedades:

v Son generalmente asociaciones de minerales, en las que cada uno de los cuales conserva las características de su especie.

v Carecen de estructura uniforme, conservando la que corresponde a cada uno de los minerales que las forman.

v No cristalizan en formas propias, aunque pueden estar formadas por conjuntos de minerales cristalizados.

ROCAS ÍGNEAS

Se forman por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, el magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino.

ROCAS INTRUSIVAS O PLUTONICAS: formadas por solidificación de materiales fundidos, provienen de magna, erupciones, solidificaron dentro de la superficie y solidificación lenta. ejemplo: Granito, sienita y diorita

ROCAS EXTRUSIVAS o VOLCÁNICAS: solidificaron en la superficie (fueron arrojadas), solidificación rápida, son de grano fino, ejemplo: Basalto, obsidiana y pumita o piedra pómez

FILONIANAS: Consolidadas en el interior de la corteza pero a poca profundidad, generalmente en grietas. Suelen tener cristales grandes. Ejemplo: pegmatitas.

ROCAS SEDIMENTARIAS

Formadas por sedimentos, transformación de rocas eruptivas ya sea por medios mecánicos o químicos. 

Medios mecánicos: transporte por medio de viento, hielo, lluvia, ríos, va produciendo sedimentos, ejemplo: tepetate, gravas, arenas naturales, arcilla. 

Medios químicos: producto de evaporación de lagos salados, ejemplo: yeso, piedra caliza.

Las rocas sedimentarias suelen presentar dos características exclusivas de ellas, presencia de estratos y de fósiles:

a) Estratos: son como capas que aparecen al formarse estas rocas a partir de los sedimentos que se van depositando poco a poco en el fondo de un lago, río, mar, etc.

b) Fósiles: son restos de seres vivos que han quedado enterrados entre los sedimentos.

Las rocas sedimentarias se clasifican en función del origen en detríticas y no detríticas: 

A) DETRÍTICAS

Formadas claramente por fragmentos de otras rocas. Ejemplos de éstas son:

1) Conglomerados: con muchos fragmentos grandes.

2) Areniscas: la mayoría de los fragmentos son de tamaño intermedio.

3) Arcillas: fragmentos mayoritariamente pequeños. Son las más abundantes.

B) NO DETRÍTICAS

No presentan fragmentos visibles. Las más importantes son la caliza (formada por calcita), halita, silvina y yeso.

Además, son rocas sedimentarias no detríticas el carbón y el petróleo, ambos tienen materia orgánica en lugar de minerales. Son rocas escasas, pero muy importantes como fuente de energía en la actualidad.

ROCAS METAMÓRFICAS

Se forman por la transformación de cualquier tipo de roca debido a los efectos de grandes presiones (P) y/o temperaturas (T), pero sin llegar a la fusión de los minerales; es decir, los cambios se producen en estado sólido.

Las principales rocas metamórficas son:

Mármol: formado por el metamorfismo de la caliza, por lo que al igual que ésta tiene el mineral calcita. El mármol puro es blanco, pero lo más habitual es que presente impurezas que hace que tenga vetas de diversos colores.

Cuarcita: procedente del metamorfismo de las areniscas. Roca muy dura rica en cuarzo.

Pizarra: se forma por metamorfismo de las arcillas. Si la pizarra se metamorfiza da esquisto (otra roca metamórfica con láminas más gruesas que la pizarra).

YACIMIENTOS PERUANOS

Cobre (Cu)

Es el que se exporta en más volumen. El yacimiento mayor es Cuajone y Toquepala, ambos explotados por una empresa Southern Perú Copper Corporation.

Otros Cerro verde (Arequipa), Tintaya (Cusco), Quellaveco (Moquegua), Michiquillay (Cajamarca), Toromocho (Junín), Cobriza (Huancavelica), Antamina (Ancash).

Oro (Au)

Está en acelerada explotación y exportación. El mayor yacimiento es Yanacocha (Cajamarca) propiedad de New Mont y asociada a la empresa nacional Buenaventura, Pierina (Ancash) de propiedad de Barrick Gold. y las reservas auríferas de Chicama y Carabaya.

Hierro (Fe)

El más explotado es el yacimiento de Marcona (Ica), y Tambo Grande (Piura).

Carbón Mineral

Cuenca del Río Santa (Ancash), Goyllarisquizga (Pasco), Oyón (Lima), Hatunhuasi (Junín), Cuenca del alto chicama (Cajamarca).

Polimetálicos (Plomo, plata, Zinc)

San Vicente (Junin), Casapalca (Lima), Huarón (Cerro de Pasco), Atacocha (Pasco), Millpo, Raura (Pasco), San Cristóbal (Junín), Julcani (Huancavelica), Arcata (Arequipa).

Petróleo

En la Selva (Omagua) ocupa su mayor porcentaje: trompeteros, Pavayacu, San Juan, Capirona, Nueva Esperanza, Yanayacu, Capahuari (Loreto).

También se extraecrudo en el Zócalo de Piura y en los tablazos: El Alto, Lobitos, Brea y Pariñas (Piura).

Gas Natural

En la costa noreste, zócalo y selva norte uso industrial doméstico (gas licuado).

El Área de mayor reserva de encuentra en Camisea (Cusco – Ucayali).

Fosfatos

Bayovar (Piura); se le considera uno de los mayores yacimientos del mundo.

SEMANA III

CONOCIMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS MATERIALES: ENSAYO Y SELECCIÓN DE MATERIALES

Concepto de escala y su influencia en el estudio de los materiales

Es la proporción de aumento o disminución que existe entre las dimensiones reales y las dimensiones representadas de un objeto. En efecto, para representar un objeto de grandes dimensiones, deben dividirse todas sus medidas por un factor mayor que uno, en este caso denominado escala de reducción; y para representar objetos de pequeñas dimensiones, todas sus medidas se multiplican por un factor mayor que uno, denominado escala de ampliación. La escala a utilizar se determina entonces en función de las medidas del objeto y las medidas del papel en el cual será representado. El dibujo hecho a escala mantendrá de esta forma todas las proporciones del objeto representado, y mostrará una imagen de la apariencia real del mismo. Finalmente, deben indicarse sobre el dibujo las dimensiones del objeto real, y la escala en que ha sido elaborado.

La observación directa de los materiales

Es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante su propia observación.

Observaciones experimentales 

Se entiende de dos maneras: por un lado, es la que se realiza en lugares pre-establecidos para el efecto tales como los museos, archivos, bibliotecas y laboratorios; por otro lado, también es investigación de laboratorio la que se realiza con grupos humanos previamente determinados, para observar sus comportamientos y actitudes.

En este tipo de observación, el investigador manipula ciertas variables para observar sus efectos en el fenómeno estudiado. Cuando los recursos lo permiten, el experimento consiste en reunir a un grupo humano y provocar una situación al introducir determinada variable, y con un grupo de observadores, medir las consecuencias.

Ensayo

Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas de un material.

Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos, ensayos destructivos y ensayos no destructivos. Estos últimos permiten realizar la inspección sin perjudicar el posterior empleo del producto, por lo que permiten inspeccionar la totalidad de la producción si fuera necesario.

Ensayos destructivos:

 
Son pruebas que se les hacen a algunos materiales como el acero por ejemplo. Algunas de ellas son ensayo de tensión, flexión, compresión, etc. Se les llama destructivos porque deforman al material.

Entre los ensayos destructivos más comunes se encuentran los siguientes:

Ensayo de tracción
Ensayo de compresión
Ensayo de cizallamiento
Ensayo de flexión
Ensayo de torsión
Ensayo de resiliencia
Ensayo de fatiga de materiales
Ensayo de fluencia en caliente (creep)
Ensayo de plegado libreOtros ensayos para aplicaciones específicas son:
Ensayo de plegado
Ensayo de embutición
Ensayo de abocardado
Prueba hidrostática (con presiones mayores a las de servicio).
Flexión alternativa de alambres

Ensayos no destructivos

Son métodos para evaluar un material, sin afectar o alterar sus características de servicio. Entre ellos se encuentran los siguientes:

· Ensayo de durezas (en algunos casos no se considera como ensayo no destructivo, especialmente cuando puede comprometer la resistencia de la pieza a cargas estáticas o a fatiga)
· Inspección visual, microscopía y análisis de acabado superficial
· Ensayos por líquidos penetrantes
· Inspección por partículas magnéticas
· Ensayos radiológicos
· Ensayo por ultrasonidos
· Ensayos por corriente inducidas
· Ensayos de fugas: detección acústica, detectores específicos de gases, cromatógrafos, detección de flujo, espectometría de masas, ensayos de burbujas, etc.

Selección de materiales

El servicio y uso, es el último criterio en la elección de los materiales. Mediante ensayos se puede predecir o garantizar el desempeño de los materiales en condiciones de servicio. Los problemas de calidad del material, del diseño, y del uso se interrelacionan. Las consideraciones involucradas en la selección de los materiales, tendiendo en cuenta aspectos relacionados con problemas de diseño y fabricación son:

a. Clases de materiales disponibles.
b. Propiedades de los materiales.
c. Requisitos de servicio.
d. Economía relativa de los materiales.
e. Métodos de preparación o fabricación de los materiales, y la influencia de los procesos sobre sus propiedades.
f. Métodos de especificación.
g. Métodos de ensayo e inspección.

SEMANA II

NORMALIZACIÓN

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

Se considera que tiene sus inicios en mayo de 1924 con un documento que el doctor Walter A. Shewhart de la Western Electric Corporation, E.U.A., envió a su jefe. Allí describía el método en que se basaban las llamadas cartas de control, en ellas se detectaban los defectos en las líneas de producción antes de generarse.

v En 1935 la Oficina Británica de Normas (BS) edita su norma Control Charts, Aplicación de los métodos estadísticos para la normalización industrial, con base en los métodos y técnicas desarrollados por el doctor Shewhart. 

v En 1942, durante la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron técnicas y métodos de control de calidad, como la edición de la norma británica 1009 War Emergency Quality Control.

v La Organización Internacional para la Normalización tiene sus orígenes en la Federación Internacional de Asociaciones Nacionales de Normalización (1926-1939). El Comité Coordinador de las Naciones Unidas para la Normalización (UNSCC) actuó como organización interina para la formación de grupos en beneficio de la calidad de 1943 a 1946. En octubre de 1946, en Londres, se acordó por representantes de veinticinco países el nombre de Organización Internacional para la Normalización.

v La organización conocida como ISO (International Organization for Standarization)1 celebró su primera reunión en junio de 1947 en Zurich, Suiza, su sede se encuentra ubicada en Ginebra. Su finalidad principal es la de promover el desarrollo de estándares internacionales y actividades relacionadas, incluyendo la conformidad de los estatutos para facilitar el intercambio de bienes y servicios en todo el mundo.

v En 1950 se edita, en Estados Unidos, la norma militar MIL-STD-105 Sampling Inspection Tables for Atributtes, desarrollada por Harry G. Roming y Harold E Dodge, que no se publica comercialmente sino hasta 1959. 

v En 1959 el Departamento de la Defensa de los Estados Unidos estableció un programa de administración de la calidad, que llamó MIL-Q-9858. Cuatro años más tarde se revisó y nació la norma MIL-Q-9858A.

v En 1968 la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN) prácticamente adaptó la norma MIL-Q-9858A, para elaborar la primera publicación del Aseguramiento de la Calidad Aliada [Quálity Assurance Publication 2, AQAP-1].

v En 1970 el Ministerio de la Defensa Británico adoptó la norma AQAP-1, en su programa de administración de estandarización para la defensa DEF/STAN 05-8. Con esa base, el Instituto Británico de Estandarización (British Standard Institute, BSI) desarrolló en 1979 el primer sistema para la administración de la estandarización comercial conocido como BS 5750.

v Con este antecedente, ISO creó en 1987 la serie de estandarización ISO 9000 adoptando la mayor parte de los elementos de la norma británica BS 5750.

v Ese mismo año, la norma fue adoptada en Estados Unidos como la serie ANSI/ASQC-Q90 (American Society for Quality Control) y la norma BS 5750, fue revisada con el objetivo de hacerla idéntica a la norma ISO 9000.

DEFINICIÓN Y CONCEPTO DE NORMALIZACIÓN

La Normalización es una disciplina que trata sobre el establecimiento, aplicación y adecuación de reglas destinadas a conseguir y mantener un orden dentro de un campo determinado.

La normalización es el proceso de formular y aplicar reglas con el propósito de realizar en orden una actividad específica para el beneficio y con la obtención de una economía de conjunto óptimo teniendo en cuenta las características funcionales y los requisitos de seguridad.

OBJETIVOS Y VENTAJAS DE LA NORMALIZACIÓN

OBJETIVOS:

v  Trabajar por mantener y aumentar la calidad en los procesos tecnológicos y productivos de la economía.

v  Proteger en todos los campos al consumidor primario de bienes y servicios.

v  Facilitar el intercambio comercial a nivel local e internacional

v  Proteger al consumidor: en el caso de alimentos asegura la calidad y la inocuidad. 

v  Proteger al ambiente

VENTAJAS

Hacia los Fabricantes:

v  Facilita el uso racional de los recursos

v  Reduce desperdicios y rechazos. 

v  Disminuye el volumen de existencias en almacén y los costos de producción

v  Racionaliza variedades y tipos de productos

v  Mejora la gestión y el diseño. 

v  Facilita la comercialización de los productos y su exportación. Simplifica la gestión de compras. 

v  Facilita una sana competencia.

Hacia los Compradores: 

v  Establece niveles de calidad y seguridad de los productos y servicios.

v  Facilita la información de las características del producto.

v  Facilita la formación de pedidos. Permite la comparación entre diferentes productos.

Para el País: 

v  Simplifica la elaboración de textos legales. 

v  Facilita el establecimiento de políticas de calidad, medioambientales y de seguridad. 

v  Mejora la calidad y aumenta la productividad. 

v  Facilita las ventas en los mercados internacionales. 

v  Mejora la economía en general. 

v  Previene las barreras comerciales.

TIPOS DE NORMAS TÉCNICAS

Por su ámbito de aplicación geográfico:

Normas internacionales (normas ISO).

Normas europeas (normas EN).

Normas nacionales (normas UNE).

Por su contenido:

Normas de producto.

Normas de servicio.

Normas de gestión, así como abstractas.

Por su obligatoriedad: 

Voluntarias y de obligado cumplimiento.

En Ingeniera:

Normas Técnicas Complementarias para el Proyecto Arquitectónico.

Normas Técnicas Complementarias para diseño y Construcción de estructuras de Concreto.

N. T. C. para diseño y Construcción de estructuras metálicas.

N. T. C. para diseño y Construcción de estructuras de madera.

N. T. C. para diseño y Construcción de mampostería.

N. T. C. para diseño y Construcción de Cimentaciones.

N. T. C. para diseño por Viento.

N. T. C. para diseño por sismo.

N. T. C. sobre Criterios y acciones para el diseño estructural de edificaciones.

N. T. C. para Previsiones Contra incendio.

N. T. C. para el diseño y ejecución de Obras e instalaciones hidráulicas.

TIPOS DE NORMAS ISO

ISO 14001:2004. G. AMBIENTAL 

ISO 5001.

ISO 22000. SALUD Y SEGURIDAD

ISO 9001:2000

ISO / TS 16949 TRANSPORTE

ISO 18001: ser compatible con los estándares ISO 9001

EL ISO EN EL PERÚ 

El Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (Indecopi) señaló que el Perú es uno de los países de la región con el menor número de empresas certificadas en gestión de calidad, y solo Bolivia está debajo de nosotros.

Señaló que para una empresa es importante tener una certificación ISO 9001, 14001 o 22000 pues así puede demostrar a su cliente, sea consumidor local o extranjero, que puede producir siempre con la misma calidad, a pesar que se le exija un mayor volumen o escala.