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Generalidades
La madera no s�lo es uno de los materiales de construcci�n m�s antiguos, junto con la piedra, tierra y otros materiales vegetales, sino que se ha mantenido hasta hoy como el m�s vers�til y, en t�rminos de comodidad interior y aspectos de salud, el material m�s aceptable.
Sin embargo, la madera es un material extremadamente complejo, disponible en gran variedad de especies y formas, adecuado para todo tipo de aplicaciones. Esta diversidad de aplicaciones y productos de madera requiere un buen conocimiento de las limitaciones y propiedades respectivas as� como experiencia y destreza para obtener los m�ximos beneficios del empleo de la madera.
Aunque para las construcciones solo se emplea una peque�a proporci�n de la madera talada, el inter�s universal acerca de la r�pida depredaci�n de los bosques, especialmente el talado excesivo de grandes �rboles viejos (que toman cientos de a�os para ser reemplazados) y el gran desastre econ�mico, clim�tico y ambiental que conlleva la deforestaci�n, ha originado un gran inter�s de investigar sobre materiales alternativos y el uso racionalizado de la madera. Ya que la madera no puede ser completamente reemplazada por otros materiales, debe mantenerse como uno de los materiales de construcci�n m�s importantes, y por ello se requiere grandes esfuerzos en mantener y renovar los recursos de madera con continuos programas de reforestaci�n a gran escala.
Caracter�sticas del Crecimiento
• El corte transversal de una rama o tronco de �rbol muestra una cantidad de anillos conc�ntricos, siendo el anillo m�s interno el m�s antiguo. El grosor del tronco se incrementa con la adici�n de nuevos anillos, generalmente un anillo por a�o, pero debido a las excepciones de esta regla, se les llama anillos de crecimiento (en lugar de anillos anuales).
• Los anillos comprenden m�dulos de c�lulas tubulares o fibrosas (traqueas) que transportan humedad y nutrientes a todas las partes del �rbol. La madera temprana (madera de primavera) formada durante el periodo principal de crecimiento tiene c�lulas m�s grandes mientras que, durante la estaci�n seca, la madera tard�a (madera de verano) crece m�s lentamente, tiene paredes de c�lulas m�s delgadas y poros o vasos m�s peque�os, formando un anillo m�s angosto, m�s denso y m�s oscuro lo cual le da resistencia estructural del �rbol.
• Cada anillo forma una banda nueva de albura �activa�, el almid�n es extra�do de un anillo interior de albura (algunas veces sustituido por t�xinas naturales) el cual se a�ade al n�cleo �inactivo� del duramen. Mec�nicamente es dif�cil diferenciar entre albura y duramen, pero usualmente la albura es de color m�s claro y contiene sustancias (por ejemplo, almid�n, az�car, apara) que atrae hongos y a ciertos insectos.
• Mientras m�s lento crece el �rbol, m�s angosto son los anillos de crecimiento y m�s densa y m�s fuerte es la madera. Su resistencia a los peligros biol�gicos usualmente tambi�n es mayor.
• Las madera generalmente est�n clasificadas como maderas duras o blandas Las maderas duras son de �rboles frondosos, en las zonas tropicales generalmente perenne, en las zonas templadas generalmente de hoja caduca (que mudan sus hojas anualmente). Las maderas blandas generalmente son �rboles con�feros, encontrados principalmente en zonas templadas. La diferenciaci�n s�lo es en t�rminos bot�nicos, no en propiedades mec�nicas, ya que algunas maderas duras (ejem. la balsa) son mucho m�s suave que la mayor�a de maderas blandas.
Estructura de un tronco de �rbol (madera dura y madera blanda)
Partes utiles de una palmera de coco
• En los �ltimos a�os, se ha descubierto que la madera de coco es un buen sustituto para las variedades comunes de madera. Mientras la madera de coco esta relacionada con la madera dura, hay unas diferencias b�sicas en las caracter�sticas de crecimiento: la madera de coco no tienen duramen ni albura, no tiene anillos anuales y por lo tanto no aumenta en di�metro; la edad esta determinada por demarcaciones circunferenciales a lo largo de la longitud de la corteza; no tiene ramas ni nudos; la densidad decrece desde la parte exterior hacia el centro, y desde la parte inferior hasta la porci�n superior del tronco. La madera de coco usualmente es comercializada s�lo despu�s de 50 a�os de edad, cuando el rendimiento de la copra empieza a decrecer r�pidamente.
Tipos y Propiedades de Madera
• La madera para construcci�n de edificaciones esta dividida en dos categor�as: especies de madera primaria y secundaria.
• Las maderas primarias generalmente son de lento crecimiento, las maderas duras est�ticamente llaman la atenci�n las cuales tienen una considerable resistencia natural contra los ataques biol�gicos, los movimientos por la humedad y la deformaci�n. Por ello, son caras y escasas.
• Las maderas secundarias principalmente son especies de r�pido crecimiento con una poca durabilidad natural, sin embargo, con tratamiento de preservaci�n y secado apropiados, sus propiedades f�sicas y durabilidad pueden ser enormemente mejoradas. Con los elevados costos y la escasez de oferta de las maderas primarias, se est� incrementando la importancia de las maderas secundarias.
• Investigaciones en diversos pa�ses del Asia-Pac�fico han mostrado que la madera del cocotero es una madera secundaria viable, la cual se encuentra en abundancia en muchas �reas de la costa tropical. Sin embargo, se requiere de equipo y conocimiento especializado en el procesamiento de la madera de coco, ya que cada porci�n del tronco de coco tiene una densidad y resistencia diferente, y su alto contenido de s�lice y las partes externas duras causan un r�pido desgaste de los dientes de la sierra (requiriendo unas cuchillas especiales de tugsteno-carburo).
• Sin considerar las diversas excepciones, las principales propiedades de la madera son: densidad relativamente baja comparado con otros materiales de construcci�n est�ndares; alta relaci�n resistencia: peso con las m�s grandes resistencias a compresi�n y a tracci�n en direcci�n paralela a la fibra; elasticidad; baja conductibilidad t�rmica; irregularidades en el crecimiento; tendencia a absorber y liberar humedad (higroscopicidad); combustibilidad; renovabilidad.
• La contracci�n de la madera es un aspecto com�n y varia de acuerdo a la direcci�n de la contracci�n: la contracci�n radial es de aproximadamente 8% desde su estado verde a su estado seco; la contracci�n tangencial es de aproximadamente 14 a 16%; en sentido longitudinal la contracci�n puede ser obviada o despreciable (0.1 a 02%).
Secado y Tratamiento de Preservaci�n
• El secado es el proceso por el cual el contenido de humedad de la madera es reducido a su contenido de humedad de equilibrio (entre 8 y 20% de su peso, dependiendo de la especie de madera y de las condiciones clim�ticas). Este proceso, que toma desde unas pocas semanas hasta varios meses (dependiendo de la edad, la especie de la madera, la �poca en que fue talado, el clima, el m�todo de secado, etc.), hace que la madera sea m�s resistente a la degradaci�n biol�gica, que incremente su resistencia, su rigidez y estabilidad dimensional, y reduzca su peso (y consecuentemente los costos de transportaci�n).
• El secado al aire se realiza apilando la madera de modo que el aire pueda circular alrededor de cada pieza. Es esencial protegerla de la lluvia y evitar el contacto con la tierra.
• El secado con aire forzado es b�sicamente igual que el secado con aire con la diferencia de que la velocidad del secado es controlada apilando la madera en una caba�a cerrada y empleando ventiladores.
• Con el secado en horno se obtiene un secado acelerado en c�maras cerradas que contienen aire caliente, cuya circulaci�n y humedad es controlada, esto reduce el periodo de secado en 50 a 75%, pero se incurre en mayores costos. Una alternativa econ�mica es emplear hornos solares.
• El periodo necesario para el secado es enormemente reducido si la madera es talada durante la estaci�n de seca o en invierno, cuando el contenido de humedad del �rbol es bajo.
Hornos Solares para el Secado de la Madera
El diagrama muestra el flujo de aire que circula por el horno
dise�ado por el Commonwealth Forestry Institute (CFI) y ITDG, Reino Unido. El calor solar es recogido por una serie de paneles pintados de negro, el aire caliente circula por las pilas mediante dos ventiladores grandes, la humedad es liberada por varios orificios.
Figura
dise�ado por CBRI, Roorkee, India. dos colectores solares transportan el aire fresco calentado hacia la c�mara de secado y el aire h�medo escapa por la chimenea, el horno trabaja sin ventiladores en base al principio de circulaci�n del aire t�rmico.
• El secado s�lo no siempre es suficiente para proteger las maderas (particularmente las especies secundarias) de la degradaci�n por los hongos y del ataque de los insectos. La protecci�n contra estos peligros biol�gicos y contra el fuego se obtiene efectivamente mediante tratamientos preservativos con ciertos productos qu�micos.
• Los productos qu�micos y m�todos de aplicaci�n generalmente son iguales para las maderas, que las descritas en la secci�n sobre Bamb�. As�, los comentarios acerca de evitar preservativos altamente nocivos son igualmente validos en el caso de la madera.
• Cuando se considere un tratamiento preservativo de la madera, debe recordarse que la madera es el m�s sano de los materiales de construcci�n y seria parad�jico �envenenarlo�, especialmente cuando se pueden implementar otros m�todos para protegerla, por ejemplo, con preservativos no t�xicos y un buen dise�o de la edificaci�n (excluyendo la humedad, teniendo una buena ventilaci�n, accesibilidad para el mantenimiento y las revisiones peri�dicas, evitando el contacto con la tierra, etc.).
Productos de la Madera
• Las maderas rollizas, generalmente de �rboles j�venes (de 5 a 7 a�os) con la corteza pelada, secados y tratados seg�n sea necesario. Se evita el costo y desperdicio incurridos durante el aserrado y se emplea el 100% de la resistencia de la madera. Una madera rollizo es m�s fuerte que una madera aserrada de igual �rea transversal, pues las fibras pasan uniformemente entorno a los defectos naturales y no terminan como fibras inclinadas en las superficies cortados. Las maderas rollizas tambi�n tienen esfuerzo de crecimiento de tracci�n grandes alrededor de sus per�metros y esto les ayuda a incrementar la resistencia de la compresi�n que soporta la madera rolliza durante la flexi�n.
• La madera aserrada, principalmente de �rboles m�s viejos con tronco de gran di�metro, cortados en secciones rectangulares como vigas o tablones. La parte del tronco de donde son cortados y la inclinaci�n de la fibra influye enormemente sobre la calidad del producto (tal como se muestra en los diagramas). Al cortado en tablas antes del secado se le llama transformaci�n; al re-aserrado y dar la forma despu�s del secado se le llama manufactura.
Aserrado de madera rolliza para enchape
Calidad de tablones
Buena calidad
Calidad media
De baja a mediana calidad
• Madera contra chapeada (plywood), hechas de varias capas (�pelando� un tronco previamente hervido haci�ndola girar contra un cuchillo) encoladas tal que la direcci�n de la fibra de cada capa vaya en �ngulos rectos respecto a la capa de cualquier lado, produciendo paneles extremadamente grandes de mayores resistencias y menor movimiento por humedad que los tablones de madera aserrada. Ya que los lados exteriores deben tener movimientos por humedad y resistencias uniformes, siempre debe haber un n�mero impar de capas. El espesor va de 3 a 25 mm. Un problema importante es el empleo de colas a base de formaldeh�do, que son bastantes t�xicos.
• Madera de bloque, comprende un centro s�lido de bloques (usualmente maderas secundarias) de hasta 25 mm. de ancho, a cada lado cuenta con una capa exterior (de maderas primarias), con sus fibras en �ngulos rectos respecto a las de los bloques.
• Madera laminada encolada, compuesto de capas de madera con la orientaci�n de la fibra de cada capa usualmente en a misma direcci�n, o var�a de acuerdo al empleo que se le dar� al producto. Mediante este m�todo, se pueden producir piezas estructurales curvas o rectas de secciones transversales muy grandes (variables) y grandes longitudes con maderas peque�as de baja calidad, obteni�ndose altas resistencias, estabilidad dimensional y muy buena apariencia.
• Tableros de part�culas (tambi�n llamado cart�n), principalmente hecho de astillas de madera, (pero tambi�n de otras fibras o materiales peque�os de ligno celulosa), que son secadas combinadas con una resina sint�tica y prensadas en caliente (requiriendo aprox. 8% de aglomerante) o prensadas por extracci�n (requiriendo s�lo 5% de aglomerante) d�ndoles casi cualquier forma. Los tablones prensados en caliente son m�s resistentes que los tablones extru�dos; y el movimiento por humedad act�a en �ngulos rectos al plano de los tablones prensados en caliente, y paralelos al plano de los tablones extru�dos. Para mejorar sus resistencias, los tablones extru�dos son invariablemente enchapados.
• Tableros de fibra (que van desde �tablones blandos� que tienen buen aislamiento t�rmico, hasta �tableros duros� que tienen propiedades similares a la madera contra chapeada) principalmente hechos de fibras de madera (u otros vegetales, que se entrelazan mec�nicamente, no necesitando adhesivos ya que la lignina de las fibras act�a como agentes adherente. Las l�minas son prensadas en caliente (tableros duros) o simplemente secadas sin prensar (tableros suaves), y pueden contener aditivos tales como repelentes l�quidos, insecticidas y fungicidas.
• Losas de virutas de madera, comprende largas virutas de madera saturadas con un aglomerante inorg�nico (tales como cemento portland o oxidocloruro de magnesio) y comprimidos (durante 24 horas, antes del desmoldado y curado durante 2 a 4 semanas). Se pueden emplear varias especies de madera, excepto aquellas que contienen apreciables cantidades de az�car, que retardan el fraguado del cemento. Las losas de virutas de madera son relativamente ligeras de peso, el�sticas, resistentes al fuego, hongos y ataque de insectos, pueden ser f�cilmente aserrados como tableros de madera y enlucidas.
• Aserr�n, y otros subproductos de aserraderos y forestales finamente picados, como aditivos en la producci�n de ladrillo de arcilla. Las part�culas de madera son quemadas, produciendo ladrillos de arcilla cocida porosos y livianos.
• Adhesivos a base de tanino, extru�dos de la corteza de ciertos �rboles, empleados en la producci�n de tableros de part�culas.
• Alquitr�n vegetal, obtenido de la destilaci�n seca de la madera, y empleado como un preservante para madera.
Aplicaciones
• Estructuras reticuladas para techos y construcciones completas o parciales, empleando madera rolliza, vigas de madera aserrada o piezas laminadas encoladas.
• Pisos estructurales y no estructurales, paredes y entrepisos o techos, hechos de madera rolliza (construcci�n de bloques), tableros de madera aserrada, o grandes paneles de madera contra chapeada, tableros de part�culas, tableros de fibra o losas de virutas de madera; en la mayor�a de los casos, adecuado para sistemas de construcci�n prefabricados.
• Paneles o capas de aislamiento hechas de losas de viruta de madera o tableros blandos.
• Enchapado de piezas de madera de inferior calidad con chapeado o capa exterior, para obtener superficies atractivas y suaves, o enchapado de otros materiales (ladrillos, concreto, etc.) con tableros y bardas.
• Marcos de ventana y puertas, hojas de puertas, persianas, biombos, protectores solares, antepechos de ventana, escaleras y elementos de construcci�n similares, principalmente de madera aserrada y todo tipo de tablas y costeros.
• Construcciones de techos, incluyendo cerchas, viguetas, vigas, enlistonados y bardas de madera principalmente de madera aserrada o rolliza.
• Encofrados para construcciones de tierra apisonada o concreto y andamios para obras de construcci�n en general, de madera aserrada y rolliza de baja calidad.
• Muebles, empleando alguno o combinaciones de los productos de madera descritos arriba.
Ventajas
• La madera es adecuada para construcciones en todo tipos de climas, y no es igualada por otro material de construcci�n natural o manufacturado en t�rminos de versatilidad, comportamiento t�rmico y brindar condiciones de vida saludables y confortable.
• La madera es renovable y al menos las especies secundarias se encuentran en todas las regiones pero las regiones m�s �ridas, procurando que la reforestaci�n est� bien planifi-cada e implementada.
• La mayor�a de especies tienen muy altas relaciones resistencia: peso, haci�ndolas ideales para la mayor�a de fines en la construcci�n, particularmente cuando se buscan materiales resistentes a huracanes y terremotos.
• La madera es compatible con los conocimientos tradicionales y raramente requiere equipo sofisticado.
• La producci�n y procesamiento de la madera requiere menos consumo de energ�a que la mayor�a de los otros materiales de construcci�n.
• La madera proporciona buen aislamiento t�rmico y absorci�n ac�stica, y las piezas m�s gruesas se comportan mucho mejor en el fuego que el acero: la superficie quemada protege a la madera no quemada, la cual mantiene su resistencia.
• El empleo de especies de r�pido crecimiento ayuda a conservar a las especies primarias de lento crecimiento, reduciendo as� los serios problemas ambientales causados por el talado excesivo de la madera.
Troncos en un Aserradero de Kumasi, Ghana. (Foto: H. Schreckenbach, Bibl. 00.49)
• Empleando madera rolliza se ahorra el costo y los desperdicios de un aserrado y mantiene su resistencia total, que es mayor que el de las maderas aserradas de igual �rea transversal.
• La madera de coco era considerada previamente un material de desperdicio con grandes problemas de colocaci�n, su utilizaci�n como material de construcci�n no s�lo resuelve el problema del desperdicio sino que proporciona a m�s gente con un material barato, de buena calidad y permite conservar en gran medida otras fuentes de madera caras y escasas.
• Todas las losas, tablones y l�minas a base de madera proporcionan elementos delgados de tama�os que nunca podr�an ser obtenidos con madera aserrada. Adem�s de requerir menos material por volumen (que generalmente consiste de madera de baja calidad e incluso desperdicios), son posibles construcciones m�s grandes, m�s ligeras y suficientemente fuertes.
• Las estructuras de madera demolidas a menudo pueden ser recicladas como material de construcci�n, o quemadas como combustible, siendo la ceniza un fertilizador �til, o procesadas para producir potasa (un preservativo de madera).
• Altos costos y oferta decreciente de especies de madera resistentes naturalmente, debido a las exportaciones y talado incontrolado, lo que se relaciona con serios problemas ambientales.
• Extrema dureza de algunas maderas secas (ejem. madera de coco) hacen dif�cil el aserrado y requieren de sierras especiales.
• Movimientos t�rmicos y por la humedad (perpendiculares a las fibras) causando deformaciones, contracci�n y agrietamiento.
• La mayor�a de las especies de madera abundantes y baratas son susceptibles a la degradaci�n por hongos (por el modo y descomposici�n) y al ataque de los insectos (por escarabajos, termitas).
• Peligro de fuego de los elementos de madera y productos de madera de peque�a dimensi�n.
• Alta toxicidad de los preservativos qu�micos m�s efectivos y recomendados, lo que representa serios peligros para la salud a largo plazo.
• Defectos de las uniones entre los elementos de madera debido a contracciones o corrosi�n de las uniones de metal.
• Decoloraci�n y astillamiento o erosi�n de la superficie debido a la exposici�n a los rayos solares, elementos qu�micos o abrasivos llevados por el viento.
Soluciones
• Conservaci�n de los recursos forestales mediante amplios programas de reforestaci�n a largo plazo, y empleo de subproductos forestales y variedades de madera de m�s r�pido crecimiento, reduciendo as� tambi�n los costos.
• Talado de la madera en invierno o en estaci�n seca, cuando el contenido de almid�n y humedad, que atrae a los insectos destructores de madera, es menor.
• Aserrar las especies de madera duras (ejem. maderas de coco) cuando a�n est�n verdes, ya que la humedad de las tablas fresca lubrica las sierras.
• Reducci�n del contenido de humedad a menos del 20% mediante secado, para evitar el crecimiento de hongos. Debe tenerse cuidado en controlar y disminuir la velocidad del secado para evitar grietas, cortes u otros defectos.
• Las temperaturas bajo 0�C y sobre los 40�C tambi�n evitan el crecimiento de hongos, as� como la inmersi�n completa en agua.
• El tratamiento qu�mico de la madera contra hongos, insectos y fuego s�lo deber�a realizarse con conocimiento total de las sustancias constituyentes, su toxicidad (especialmente los peligros a la salud y al ambiente a largo plazo asociados con su producci�n y empleo), el m�todo correcto de aplicaci�n y las medidas de precauci�n requeridas. Deben tomarse en cuenta las opiniones de diferentes expertos, para determinar la opci�n menos nociva. Los objetivos, tales como recubrir tableros de part�culas con capa exterior o l�mina pl�stica, no siempre son aceptables, ya que la emisi�n de gases formaldeidos no se reduce sino que se desarrolla en un mayor per�odo.
• Las aplicaciones con madera en interiores y en exteriores deben ser diferenciadas de acuerdo a la durabilidad y grado de toxicidad: bajo condiciones ideales (seco, bien ventilado, limpio), incluso las maderas poco durables pueden ser empleadas en interiores; las maderas tratadas que podr�an representar un peligro a la salud s�lo deben emplearse externamente, pero bien protegidas contra la lluvia, si se presume que se filtraran productos qu�micos t�xicos.
• Buen dise�o de construcci�n empleando madera bien seca, una buena mano de obra y un mantenimiento regular pueden reducir considerablemente la necesidad de maderas tratadas qu�micamente.
• Un buen dise�o de construcciones de madera incluyen: evitar el contacto con el suelo; protecci�n contra la humedad mediante barreras, de vapor bota aguas y ventilaci�n; evitar cavidades, que pueden actuar como tiro de aire esparciendo r�pidamente el fuego; accesibilidad a todas las partes criticas para un mantenimiento regular; proporcionar juntas dise�adas para acomodar el movimiento t�rmico y por la humedad; evitar uniones de metal en lugares expuestos a la humedad; protecci�n de los componentes exteriores contra la lluvia, luz solar y viento mediante amplios techos y vegetaci�n.
Generalidades
Los metales no son considerados generalmente materiales apropiados para construcciones de bajo costo en los pa�ses en desarrollo ya que usualmente son caros, en muchos de los casos importados y muy a menudo requieren equipo y herramientas especiales. Sin embargo, solo un peque�o porcentaje de edificaciones son construidas sin el empleo de metales, ya sea como clavos, bisagras, l�minas para techo o armadura para concreto.
Los metales empleados en la construcci�n se dividen en dos grupos principales:
Metales Ferrosos
• Todos los metales ferrosos est�n hechos de arrabio, producidos calentando minerales de hierro, cok, piedra caliza, y algunos otros materiales, en un alto horno.
• El hierro fundido son aleaciones de hierro, carb�n (m�s de 1.7%), silicio, manganesio y f�sforo. Tienen puntos de fusi�n relativamente bajos, buena fluidez y estabilidad dimensional.
• El hierro forjado es hierro puro con un contenido de carb�n s�lo de 0.02 a 0.03%, es s�lido, d�ctil y m�s resistente a la corrosi�n que el acero, pero es caro e inadecuado para soldar, de modo que ha sido casi completamente reemplazado por el acero laminado.
• Aceros son todos aleaciones de hierro con contenido de carb�n entre 0.05 y 1.5%, y con adiciones de manganeso, silicio, cromo, n�quel y otros ingredientes, dependiendo de la aplicaci�n y calidad requeridos.
• Aceros con bajo contenido de carb�n, con menos de 0.15% de carb�n, son suaves y se usan como alambre y l�minas delgadas para hojalata.
• Aceros laminado, con 0.15 a 0.25% de carb�n, son los m�s ampliamente empleados y el m�s vers�til de todos los metales. Son fuertes, m�s d�ctiles y adecuados para laminar y soldar, pero no para fundir.
• Aceros con mediano contenido de carb�n, hasta 0.5% de carb�n, son aceros especiales empleados en ingenier�a.
• Aceros con alto contenido de carb�n, hasta 1.5% de carb�n, tiene alta resistencia al desgaste, son adecuados para fundir, pero dif�ciles de soldar. Pueden ser endurecidos para emplear como limas y herramientas para cortar.
Metales No Ferrosos
• Aluminio, el tercer elemento m�s com�n, pero dif�cil de recuperar como metal (producido con altos costos y uso intensivo de energ�a), es el metal m�s liviano, tiene buena resistencia a los refuerzos, alta resistencia a la corrosi�n, alta conductividad t�rmica y el�ctrica, y refleja bien el calor y la luz. El aluminio y sus aleaciones tiene numerosas aplicaciones en las construcciones, pero sus altos costos y disponibilidad limitada en la mayor�a de los pa�ses en desarrollo lo hace un material de construcci�n menos apropiados.
• Cobre, es un importante metal no ferroso, disponible en su forma pura o en aleaciones, tales como lat�n, bronce, etc., y adecuado para una gran cantidad de aplicaciones especiales, pero con pocas aplicaciones en construcciones de bajo costo.
• Plomo, principalmente usado en su forma pura, es el metal m�s denso, pero tambi�n el m�s suave y por ello el m�s d�bil. Su buena resistencia a la corrosi�n lo hace �til para aplicaciones externas, ejem en techados (canales, bota aguas, etc.), pero raramente en construcciones de bajo costo. Su alta toxicidad lo vuelve un material menos recomendado, especialmente en donde hay materiales alternativos, para tubos y pigmentos de pintura.
• Cadmio, cromo, n�quel, esta�o, zinc, y algunos otros metales son empleados principalmente como constituyentes de aleaciones para cumplir ciertos requerimientos, o como revestimiento de metales menos resistentes para mejorar su durabilidad, siendo un ejemplo com�n la galvanizaci�n (revestimiento de zinc) de las l�minas corrugadas de hierro (gci).
Aplicaciones
• Elementos de acero estructural (columnas, vigas, viguetas, secciones huecas, etc.) para complementar estructuras entramadas, o piezas individuales, tales como dinteles, cerchas, estructuras especiales y similares.
• L�minas, usualmente corrugadas para mayor estabilidad, para techos (principalmente de hierro galvanizado corrugado, menos com�nmente l�minas corrugado de aluminio), muros (paneles de relleno o enchapado), parasoles, cercas, etc.
• Planchas, listones o chapas met�licas para bota aguas (ejem. acero, cobre, plomo), fijaciones (como en cerchas de madera) y revestimiento (para protecci�n contra da�os f�sicos o para reflejar el calor).
• Barras de acero, embarrilados, mallas de alambre para refuerzo en concreto y ferrocemento. El empleo de barras deformadas (torcida o corrugada) proporciona una mayor adherencia mec�nica entre el acero y el concreto. reduciendo los costos de construcci�n hasta en 10%. Los alambres de acero dulce de 6.5 a 8 mm. de di�metro, estirados con un troquel a temperaturas normales, produciendo alambres de 3, 4 � 5 mm. de di�metro, tienen el doble de su resistencia a tracci�n original y baja plasticidad, y son empleados (predominantemente en China) para hacer componentes de concreto pretensados, ahorrando de 30 a 50% de acero.
• Alambre de diversos tipos y espesores, ejem. alambre de acero para atar refuerzo de acero u otros componentes de construcci�n, alambres de cobre para instalaciones el�ctricas y alambres de acero galvanizado grueso, aluminio o cobre para conductores en pararrayos.
• Mallas de alambre de acero galvanizado o metal plegado (hechos ranurando una l�mina de metal y anchando las ranuras en forma de diamante) como base para enlucidos o para protecci�n de aberturas.
• Clavos, tornillos, pernos, tuercas, etc., usualmente acero galvanizado, para conexiones de todo tipo de elemento de construcci�n, encofrados, andamios y equipo de construcci�n.
• Secciones de acero laminado o secciones de aluminio extru�do de diversos perfiles para marcos de ventana y puerta, elementos para dar sombra, rejas fijas o movibles.
• Art�culos de ferreter�a de todo tipo, ejem bisagras, tiradores, cerrojos, ganchos, diversos art�culos de seguridad, pasamanos, etc.
• Tubos, canales, tinas para sanitarios, instalaci�n de gas, el�ctrica.
• Equipo y herramientas de construcci�n.
• Diversos componentes de metal para tanques, muebles, e instalaciones exteriores.
Ventajas
• La mayor�a de los metales son resistentes y flexibles, se les puede dar cualquier forma, son impermeables y durables.
• Los sistemas de construcci�n de entramados prefabricados hechos de acero o aluminio se ensamblan muy r�pidamente. Con uniones adecuadas, dichos sistemas pueden ser muy resistentes a sismos y huracanes.
• Las l�minas para techos son f�ciles de transportar sin da�arlar, f�ciles de instalar, requieren una m�nima estructura de soporte, permiten grandes vanos, son relativamente ligeras, son a prueba de agua y de viento y resistentes a todo los agentes biol�gicos. En la mayor�a de pa�ses en desarrollo tienen un alto prestigio.
• Muchas construcciones de concreto s�lo son posibles con refuerzo de acero.
• Igualmente, a menudo no hay alternativas para determinadas aplicaciones de metal, ejem instalaciones el�ctricas; tornillos, pernos, etc.; herramientas; art�culos de seguridad.
Problemas
• Los altos costos y limitada disponibilidad de los productos de metal de buena calidad en la mayor�a de pa�ses en desarrollo. Como resultado, se ofrecen productos de inferior calidad, por ejemplo, l�minas para techos extremadamente delgadas, elementos insuficientemente galvanizados.
• En relaci�n a las l�minas para techado: escasez de aislamiento t�rmico (causando intolerables temperaturas en los interiores, especialmente con extremas fluctuaciones de temperatura diurna); problemas de condensaci�n en el lado inferior de los techos (causando incomodidad, condiciones insolubles y problemas relacionados con la humedad, tales como la corrosi�n y el crecimiento de hongos); demasiado ruido durante las lluvias; las l�minas delgadas tienden a ser arrancadas de los puntos clavados o entornillados (particularmente aquellos sin arandela o con arandelas peque�as) por las fuerzas del viento; destrozos causados por l�minas que vuelan al haber sido arrancada durante los huracanes.
• La mayor�a de metales tienen pobre resistencia contra el fuego: sin embargo no son combustibles y no contribuyen a alimentar fuego ni ayudan a que se dispersen las llamas, pierden resistencias en altas temperaturas y finalmente podr�an colapsar.
• La Corrosi�n de la mayor�a de metales: corrosi�n de los metales ferrosos en presencia de humedad y algunos sulfatos y cloruros; corrosi�n del aluminio en ambientes alcalinos; corrosi�n del cobre debido a los �cidos minerales y amon�aco; corrosi�n de diversos metales al lavarse el cobre; corrosi�n debido a la acci�n electrol�tica ocasionada por el contacto de metales distintos.
• Toxicidad de algunos metales: envenamiento con plomo a trav�s de tubos de agua de plomo o pinturas que contienen plomo; toxicidad causada por humos emitidos al soldar metales revestidos con o a base de cobre, zinc, plomo o cadmio.
Soluciones
• Se pueden reducir los costos con un empleo limitado de los metales haciendo modificaciones en el dise�o que permitan el empleo de materiales alternativos m�s baratos.
• Para contrarrestar el calor y la condensaci�n: evitar los techos con l�minas de metal en �reas de intensa radiaci�n solar y grandes fluctuaciones de temperaturas; techos de doble capa con espacio para ventilaci�n de aire y capa inferior absorbente; superficie exterior reflectantes.
• Para evitar la corrosi�n: evite emplearlos en condiciones h�medas; renovar peri�dicamente los revestimientos protectores; en caso de metales diferentes, evite el contacto con arandelas no met�licas; evite el contacto entre los productos de cemento y el aluminio (mortero o concreto).
• Para reducir el ruido: vanos m�s cortos y revestimiento de bit�men en la cara inferior de las l�minas para techado; tambi�n detalles cuidadosos de los puntos de suspensi�n, y aplicaci�n de capas aislantes o cielos rasos suspendidos.
• Para la resistencia al levantamiento: l�minas m�s gruesas y uniones m�s fuertes.
• Para reducir la toxicidad: evitar el plomo o los componentes plomo cuando puedan estar en contacto con el apara para beber o la comida, buena ventilaci�n de las habitaciones en donde se produce gases t�xicos.
Generalidades
Como los metales, el vidrio es un l�quido solidificado. Es producido fundiendo arena, cenizas de sosa, piedra caliza, dolomita, alumina, feldespato, potasa, b�rax, cristal desmenuzado (vidrio roto) y/o otros ingredientes, a aprox. 1500�C, d�ndoles formas y dej�ndolos enfriar lentamente (templar) para evitar agrietamiento. Aunque las primeras formas del vidrio fueron producidas hace miles de a�os, su producci�n en gran escala y empleo en las construcciones tiene menos de 2 siglos de antig�edad.
El vidrio no es un material esencial en las construcciones de bajo costo en pa�ses en desarrollo, pero ciertos productos del vidrio o incluso vidrio de desecho son ampliamente usados para mejorar la calidad de otros materiales, o el confort de interiores.
Aplicaciones
• Vidrio plano como vidrio plano transparente (con reflecci�n y visi�n no distorsionada), vidrio fundido (usualmente transparente) o variedades especiales (para el control solar, aislamiento t�rmico, decoraci�n, etc.) principalmente para vidriados de ventanas, a veces puertas, tambi�n para colectores solares, invernaderos, paredes Trombe (muro para el almacenamiento t�rmico).
• Bloques de vidrio aligerados (hechos uniendo por fusi�n fundiendo dos bandejas de vidrio) para paredes sin carga o pantalla para proporcionar luz y transmisi�n del calor solar.
• Fibra de vidrio, junto con otros materiales tales como el cemento, poliester y resinas epoxicas, para materiales de techo ligero o paneles de paredes de cerramiento parasoles, cisternas y otros elementos de cualquier forma deseada.
• Lana de vidrio, son de fibra de vidrio rociadas con un aglomerante y formadas en planchas o rollos, como material aislante t�rmico.
• Botellas recicladas empleadas como sustituto de bloques de vidrio aligerado.
• Vidrio de desecho, triturado como un polvo fino y mezclado con arcilla (7 partes de polvo: 3 partes de arcilla), act�a como un f�ndente y reduce la temperatura necesaria para cocer los ladrillos en m�s de 50�C (ahorrando casi 50% del combustible). Los ladrillos son fuertes y resistentes al viento y a la lluvia. Tambi�n se obtienen ladrillos fuertes y resistentes con 31% de vidrio triturado, 6% de arcilla, 7% de agua y 56% de ladrillos viejos triturados.
Ventajas
• Durabilidad, usualmente alta en condiciones normales, y buena resistencia a los productos qu�micos (con algunas excepciones) y agentes biol�gicos.
• Suficiente resistencia y elasticidad, tal que una l�mina de vidrio com�n se puede doblar hasta 1/125 vo. de su vano.
• En regiones con estaciones fr�as se utiliza la energ�a solar captando el calor dentro de la edificaci�n a trav�s del vidrio (�efecto invernadero�), proporcionando confort en los interiores y ahorrando combustible para calefacci�n.
• El vidrio puede ser reciclado.
Problemas
• El vidrio es fr�gil y por ello dif�cil de transportar; una instalaci�n incorrecta, tensiones t�rmicas, impactos repentinos, etc. pueden romperlo.
• El vidrio roto puede causar serias heridas.
• La mayor�a de variedades modernas de vidrio absorben gran parte de los rayos ultravioleta del sol, que son de vital importancia (especialmente para los ni�os) para la s�ntesis de la vitamina D y para destruir bacterias da�inas.
• Los �cidos fluorh�drico y fosf�ricos, y los �lcalis fuertes (ejem. sosa c�ustica, removedores de pinturas alcalinos, productos de cemento) atacan al vidrio; el deterioro tambi�n es causado por la acci�n prolongada del agua.
• Aunque el vidrio no es combustible, se quiebra y luego se funde con el fuego.
Soluciones
• Los elementos peque�os de vidrio son f�ciles de transportar y menos probable de romperse. Una buena alternativa a las ventanas acristaladas normales son las ventanas con persianas de vidrio regulables, especialmente en los tr�picos h�medos, donde se necesita ventilaci�n cruzada.
• El vidrio de baja calidad y m�s barato hecho principalmente de arena cuarzosa, no permite la visibilidad sin distorsi�n, pero deja pasar los saludables rayos ultravioleta.
• El agua que corre del concreto fresco debe ser retirada adecuadamente del vidrio para evitar deterioros. En condiciones secas, con regular limpieza, el vidrio es extremadamente duradero.
