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25 nov. 2007

Tema 3_Normalización e Industria.

Normalización: Proceso de adopción de normas, es decir, establece y aplica reglas para encarar ordenadamente un dominio cualquiera de la actividad humana para beneficio y participación de los interesados.
La normalización surge a partir del auge de la producción industrial ya que era necesaria la elaboración de partes intercambiables estandarizadas producidas en serie y ensambladas en líneas de montaje.
Es importante mencionar que dicha normalización no es un objetivo sino un proceso, un medio para el avance tecnológico. Son el resultado del progreso del conocimiento técnico, científico y empírico y se concretan en un documento de condición a cumplir: La norma técnica.
Hay que saber distinguir la diferencia entre una norma técnica y una jurídica. La primera es un acuerdo de partes, existe un consenso y no cuenta con mecanismos punitivos para garantizar su cumplimiento. La otra, no tiene porqué ser un acuerdo de partes y es obligatorio su cumplimiento (si cuenta con mecanismos punitivos).
Entre los objetivos de este proceso de normalización están:
a- Economía global: Obtener lo mismo o más mediante menos esfuerzo, es decir aumentar considerablemente la productividad.
b- Simplificación: Reducir las variante o variedades, lo cual supone intercambio y criterios de tolerancia.
c- Unificación: Universalidad para el intercambio.
d- Medios de comunicación: Las normas técnicas proporcionan medios de expresión y comunicación entre los diferentes actores de la producción. Ejemplo de esto es la copa que indica fragilidad.
e- Seguridad y protección de la vida: Existen normas que garantizan la protección de la vida humana y la salud. La utilización de cascos en las obras es un claro ejemplo.
f- Protección del consumidor y la comunidad: Si bien las normas defienden los intereses de quienes consumen determinados productos también se preocupan por la sociedad en general.
g- Eliminación de barreras en el comercio: Implica la armonización de normas nacionales, regionales e internacionales.
La normalización se hace a partir del Comité Técnico (imprescindible) conformado por fabricantes, usuarios, organismos fiscalizadores, de investigación y tecnológico, personalidades científicas y técnicas, instituciones de enseñanza y otras organizaciones interesadas y relacionadas. Dicho comité elabora proyectos de normas y los somete a encuesta pública y de acuerdo a los resultados se decide si se aprueba o no.
Existen diversos organismos de normalización, en Uruguay la UNIT (Instituto Uruguayo de Normas Técnicas), también se puede mencionar a COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas); ISO (Organización internacional para la Estandarización); IRAM (Argentina), ABNT (Brasil), ASNT (normas de construcción), entre otros.
Entre las características de las normas técnicas se pueden mencionar las referidas a:
- La expresión: Que aseguran que la norma esté expresada en términos claros, distintos, completos y unívocos.
- La aplicación: Las normas de deben aplicar a todos los entes a los que se atribuya el término del sujeto de la norma.
- La exposición: Toda norma debe ser breve, expresada en modo concreto y conciso y sin términos negativos.
Existen dos tipos de normas técnicas, las unificatorias y las simplificativas. Las primeras abarcan todo, especifican toda la extensión de una medida y las segundas establecen extensiones parciales de una medida y existen dos tipos: Las disposiciones generales o reglamentarias que regulan los productos y las de tipificación que definen un “modelo” normalizado en la totalidad de los aspectos, lo que posibilita repetirlo en cantidades ilimitadas.
Las normas técnicas constan de cierta estructura, están organizadas. En una primera instancia presentan normas a consultar, es decir aquellas que se deben conocer previamente; luego se da paso al objeto o alcance que alude a qué se va a referir; las definiciones de términos o palabras también tendrán su espacio seguido de las condiciones generales que es la norma en sí misma. Por último aparecerán las medidas y dimensiones, requisitos, observaciones, comentarios, anexos (dibujos) entre otros.
La oficiliazación de toda norma técnica se da luego de que dicha norma adquiere fuerza a partir de la conveniencia que resulta de su buena formulación.
Los institutos de normas tales como UNIT y LATU constan de mecanismos por los que mediante controles de calidad otorgan certificaciones de conformidad con las normas técnicas. Lo que hacen es realizar una evaluación de concordancia entre el diseño del producto y los requerimientos de la norma, luego una evaluación del sistema producción para cumplir con la norma. Si lo anterior es positivo se da la aprobación de los prototipos creados pro el fabricante y cada tanto se controlará si todo está funcionando como debería.
También existen normativas para la prevención de riesgos relacionadas con la seguridad en el trabajo, contra incendios, etc.

Tema 2 – Física de la Construcción

Materiales de construcción: Conjunto de sustancias primarias (extraídas de la naturaleza) que a través de procesos de transformación más o menos complejos son utilizados para la obtención de un componente constructivo.
Los materiales se pueden clasificar según diversos aspectos:
- Por el origen:
o Naturales, se obtienen a partir de procesos de baja transformación, ejemplos de ellos son la madera, la piedra, la arena, etc.
o Artificiales, se obtienen a partir de procesos de alta transformación (tecnológicos) , ejemplos de ellos son el vidrio, el cemento, etc.
- Por su forma:
o Amorfos, no tienen configuración geométrica definida por lo que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
o Semi-terminados, tienen sección transversal definida y longitud variable.
o Elementos simples, Tienen sección y dimensiones definidas.
De los materiales se estudiará 1) La estructura interna y 2) Las propiedades generales.
1) Estructura interna.
a- Masa: Cantidad de material efectivo que se encuentra en una unidad de volumen.
b- Vacío: Cantidad de aire contenido en una unidad de volumen. Estas cámaras de aire pueden ser tanto grandes como pequeñas. Las primeras permiten el movimiento de aire en su interior y posibilitan la condensación de agua. En las otras el aire no se mueve por lo cual modifican las condiciones térmicas y acústicas. Entre las cámaras de aire se pueden reconocer:
b1- Burbujas: Son pequeñas cámaras cerradas de forma esférica o elíptica. Posibilitan una buena aislación térmica y baja permeabilidad.
b2- Poros: Son también pequeñas cámaras pero comunicadas entre sí y con el exterior (el aire puede circular). Las condiciones térmicas y humídicas van a depender del tamaño, la forma y la distribución.
b3- Capilares: Son cámaras de grosor inferior o similar al de un cabello que vinculan al material con el exterior.
Capilaridad: Fenómeno físico o humídico que se da por encima del zócalo. Lo que ocurre es el ascenso de un líquido en función del diámetro y la forma de los tubos a causa de la tensión superficial.
2) Propiedades Generales.
El comportamiento físico (aislación, conductividad, absorción, capilaridad, etc.) es explicado por la estructura molecular, la composición química y el material propiamente dicho. Entre las propiedades encontramos:
a- Propiedades físicas.
a1- Formas y dimensiones: Cómo adicionar o separar sin distorsionarlo. Existen distintas maneras: Yuxtaposición, acoplamiento y cortes.
a2- Peso específico (densidad): Refiere al peso de una unidad de volumen de un cuerpo. Cuanto más denso, más pesado es el cuerpo ya que d=P/V.
En cuanto al volumen se puede distinguir el aparente que es el espacio que ocupa el cuerpo o el absoluto que es el mismo espacio despreciando los vacíos. Teniendo en cuenta estas dos definiciones es que se pueden mencionar la masa específica (Me=P/Vabs) y la masa unitaria (Mu=P/Vap).
a3- Porosidad: Es la relación existente entre el volumen de aire (vacíos) y el volumen aparente. P=Vvacíos/Vap siendo Vvacíos=Vap-Vabs.
La porosidad oscila entre 0 y 1. El aire tiene la máxima porosidad (1).
a4- Compacidad: Es el grado de densidad, es decir, la relación entre el volumen absoluto y el aparente. C=Vabs/Vap por lo que no tiene unidad de medida. Un material compacto tiene C=1 siendo la compacidad mínima de 0.
La compacidad y la porosidad se relacionan ya que:
P+C=(Vap-Vabs)/(Vap) + Vabs/Vap = Vap/Vap=1
a5- Higroscopicidad o grado de humedad: Es la propiedad de algunos materiales de absorber agua e incrementar su peso. Un claro ejemplo de esto es la madera. H=Pagua/Pmat.seco siendo Pagua=Phúmedo-Pseco => H=(Phúmedo-Pseco/Pseco).100 ya que se expresa en porcentaje. Un cuerpo saturado tendrá una H=100%.
a6- Permeabilidad: Es la propiedad de algunos cuerpos de dejarse atravesar por un líquido (agua en arquitectura); y va a depender del espesor, la superficie, la temperatura (al calentarse el material se dilata y es más permeable); la presión (ya sea atmosférica o la ejercida por un líquido) o bien de la naturaleza del material.
a7- Capilaridad: Se genera a partir de las diferencias de las tensiones superficial entre el agua y los sólidos dentro de tubos de muy pequeño diámetro. Puede haber ascenso o descenso. Es muy importante estudiar las consecuencias que trae este fenómeno en la arquitectura.
a8- Homogeneidad: Un cuerpo homogéneo es aquel que presenta en todos sus puntos idéntica estructura molecular y conserva sus propiedades.
b- Propiedades térmicas.
b1- Calor: Es la magnitud que indica el contenido de energía de un cuerpo resultado del movimiento molecular.
b2- Temperatura: Expresa la intensidad del valor medio de energía.
b3- Calor específico o capacidad calórica: Es la cantidad de energía en forma de calor necesaria para elevar 1°C la temperatura de un kg. de un material determinado.
b4- Dilatabilidad: Es el aumento del volumen de un cuerpo a causa de un incremento de la temperatura. Al aumentar la temperatura las moléculas vibran con más intensidad necesitando de mayor espacio. Es importante estudiar la dilatabilidad de los materiales ya que aquellos que tienen valores muy distintos requerirán de juntas de dilatación (muy utilizadas en aberturas). El hormigón y el acero se comportan de manera similar frente a la temperatura pudiendo “trabajar” juntos sin problema (hormigón armado).
b5- Transmisión de calor: Es lo que permite el intercambio de calor entre un cuerpo y otro. Dicha transmisión se puede dar por conducción, donde existe un intercambio a través de la materia (es necesario el contacto); por convección, el intercambio se da a partir de fluidos a causa de la diferencia de temperatura entre ellos; o bien por radiación en la cual la transmisión se da por ondas electromagnéticas.
Es importante mencionar el concepto de conductividad térmica que refiere a la capacidad de un cuerpo de conducir calor y depende tanto del espesor como de la superficie, la diferencia de temperaturas, la naturaleza del material, etc..
b6- Reflexión y absorción: Del calor recibido por un cuerpo parte es absorbida, parte reflejada y parte transmitida.
c- Propiedades acústicas.
c1- Aislación: Es la capacidad de un cuerpo de impedir el pasaje de la onda sonora y se relaciona con la masa. Cuanto más compacto es un material mayor aísla de los ruidos aéreos.
c2- Absorción: Los materiales pueden reducir el nivel sonoro por absorción en el interior de su masa. Cuanto más poroso es el material más absorberá los sonidos. Un claro ejemplo son las alfombras, las telas, etc..
c3- Fenómeno de reverberación: Es el tiempo que demora un sonido en extinguirse.
c4- Eco:
d- Propiedades mecánicas.
Estas propiedades nos ayudan a saber cuánto de cada material se debe utilizar.
d1- Resistencia: Es el mayor o menor grado de oposición de un material frente a fuerzas que tratan de deformarlo.
Grado de resistencia: Es la relación existente entre la fuerza actuante y la sección.
Tensión: T=F/a (a=superficie).
d2- Tenacidad: Un cuerpo tenaz presenta grandes deformaciones antes de romperse.
d3- Fragilidad: Un cuerpo frágil se rompe sin deformación visible. Un claro ejemplo es el vidrio cuya rotura es instantánea.
d4- Elásticidad: Un cuerpo elástico es aquel que tiene la capacidad de deformarse y obtener luego su configuración original.
d5- Plasticidad: Es la capacidad de mantener la deformación luego de retirar la carga conservando la cohesión interna y las propiedades.
d6- Rigidez: Es la propiedad que se adjudica a los cuerpos que para un mismo esfuerzo sufren menores deformaciones (las conclusiones son obtenidas a partir de comparaciones).
d7- Dureza: Es la resistencia que ofrece un cuerpo a ser penetrado o rayado por otro. Existen diversas formas de medir. La escala Briner (penetración por presión de esfera de acero); La escala de Mohs (consiste en un rayado superficial, se ve si el material es rallado o ralla).
d8- Isotropía: Un material isótropo tiene las mismas condiciones (sobretodo mecánicas) independientemente de la dirección considerada. La madera por ejemplo es anisotrópica ya que varía sus condiciones según la dirección en la que se le aplique la fuerza.
e- Propiedades tecnológicas.
e1- Separación: Es la posibilidad de obtener formas y tamaños adecuados mediante cortes o divisiones.
e2- Agregación: Permite unir materiales, de una misma especie o no, mediante procesos físico-químico.
e3- Transformaciones: Son aquellos que modifican el material sin separación ni agregación. (El fraguado en el hormigón).
e4- Forjabilidad: Alude a dar forma mediante golpes y puede estar relacionada con el calor.
e5- Maleabilidad: Aquellos materiales con los que se pueden hacer láminas se dice que son maleables. Un ejemplo es el metal.
e6- Ductibilidad: Aquellos materiales con los cuales se pueden hacer hilos se dice que son dúctiles. El metal también es un ejemplo.
e7- Plasticidad: Es cuando el material tiene la capacidad de retener formas nuevas.
e8- Soldabilidad: Cuando los materiales se pueden unir mediante calor. Ejemplos son el metal y el plástico.
f- Propiedades químicas.
f1- Composición: Es la cantidad y calidad de los componentes que forman al material.
f2- Estabilidad: Mide la capacidad del material de durar frente a agentes externos.
f3- Solubilidad: Es la posibilidad de ser disuelto en algún solvente. Si el PH es menor a siete se dice que es un medio ácido; si es mayor a siete es básico; y de ser siete es neutro.
g- Propiedades organolépticas.
g1- Visión: Se relaciona con el color y en general es una cualidad estética, aunque suele dar pautas de otras características. La luz incide en el espacio, se debe tener en cuanta cómo influye según el tipo de uso.
g2- Tacto: Se relaciona con la textura, la cual no sólo define características superficiales sino que incide en el aspecto estético y acústico.
g3- Olfato: Los materiales suelen tener olores característicos, especialmente aquellos que son orgánicos.
g4- Oido: Cada material tiene su propia respuesta sonora frente al impacto.

24 oct. 2007

Tema 11 _ Escaleras y rampas

Toda escalera consta de huellas y contrahuellas y determinado ángulo de pendiente. Existe una ley, “Ley de Blondel”, que establece una relación entre las huellas y las contrahuellas: 2CH + 1H = 64cm y siendo (alfa) el ángulo de la pendiente: tg(alfa)=CH/H. La relación ideal es CH=18cm y H=28cm.
También, cada 14-18 escalones es necesario colocar un descanso cuyo largo es de tres huellas.
Cálculos para el diseño de una escalera.
Ej. Si se quiere colocar una escalera que ascienda tres metros se procede de la siguiente manera:
3mts=300cm (entonces) 300cm/18cm=16,6 (siempre redondeo hacia arriba) (entonces) la cantidad de contrahuellas será 17 (entonces) 300cm/17=17,65cm será el tamaño de las contrahuellas.
Se sabe que 2CH + 1H = 64cm (entonces) 64cm – 2.(17,65) = H = 28,7cm
La contrahuella no puede ser mayor a 18cm ni la huella menor que 28cm.
Las dimensiones del ancho dependen del destino de la escalera y necesidades del proyecto. En los edificios públicos el ancho debe ser de entre 1,50-2,30mts, en oficinas 1,30-1,50mts, en viviendas colectivas si tiene ascensor tendrá que tener un mínimo de 1m, y si no tiene 1,20mts será el límite; por último si se trata de viviendas individuales un ancho de 0,8mts es correcto.
Entre las exigencias están el tipo de pavimento que debe ser resistente al desgaste, presentar antideslizantes y elementos de seguridad (pasamanos por ejemplo).
Las rampas por su parte, permiten el acceso a personas con capacidades diferentes y requieren un mínimo esfuerzo. Su inclinación no puede ser superior a los 15° por lo cual se necesita gran longitud.

Tema 10 _ Cerramientos

Definición: Los cerramientos son las superficies envolventes que delimitan y acondicionan los espacios para que puedan cumplir las funciones para lo cual fueron creados. Existen diversos criterios de clasificación:
1) Por ubicación
a. Interior – interior
b. Exterior – interior
i. Superiores
ii. Inferiores
iii. Laterales
c. Exterior – exterior
2) Por la forma
a. Planos
i. Horizontales
ii. Verticales
iii. Inclinados
b. Curvos
i. Curvatura simple
ii. Doble curvatura
3) Por el comportamiento frente a la luz
a. Opacos
b. Traslúcidos
c. Transparentes
4) Por las acciones
a. Estructurales (muros portantes)
b. No estructurales
5) Por la movilidad
a. Fijo
b. Móvil
6) Por el procedimiento constructivo
a. Continuo
b. Discontinuo
Los cerramientos constan distintas exigencias funcionales entre las cuales encontramos:
· Delimitación del espacio arquitectónico (ya mencionado en la definición de cerramiento)
· Funciones estructurales, para las cuales se debe considerar la estabilidad. El equilibrio, la transmisión de cargas, su propia estructura y la relación con la del edificio a modo de lograr continuidad y conseguir cierta rigidez (evitar fisuras por ejemplo).
· Exigencias de acondicionamiento térmico, humídico, acústico, lumínico, eléctrico, sanitario, etc.
· Exigencias de terminación.
Entre los distintos tipos de cerramiento se estudiarán:
1) CERRAMIENTOS SUPERIORES HORIZONTALES DE UBICACIÓN INTERIOR – EXTERIOR.
Generalmente son estructurales y opacos. Es el caso de la losa maciza de hormigón armado cuyas dimensiones horizontales son mucho mayores que el espesor. El acero y el hormigón trabajan conjuntamente ya que el primero “trabaja” mejor a tracción y el segundo a compresión. Además el hormigón constituye un excelente protector para el acero (sobretodo en lugares húmedos donde se oxidan con facilidad). Otra ventaja es que al poseer coeficientes de dilatación muy similares mantiene la unidad frente a los cambios de temperatura.
Esta losa deberá soportar tanto su peso propio como las cargas constructivas y las de uso. Todas estas harán que la losa esté sometida a esfuerzos de flexión. Los apoyos que tendrá pueden ser tanto vigas como muros.
La elaboración consiste en producir hormigón y volcarlo sobre moldes horizontales de madera (encofrado) y en aproximadamente quince días se está en condiciones de desencofrar.
Cuando es necesario salvar luces mayores, si se aumenta el espesor de la losa también se incrementará el peso propio por lo cual no es conveniente. Lo que se hace es tratar de alivianar. Sabiendo que el hormigón comprime en la parte superior y el acero tracciona en la inferior, quitamos el hormigón “ocioso” que se halla en esta última zona. A este tipo se le denomina losa nervada.
La elaboración consiste en hacer el encofrado de madera, pero se incorporan piezas de cerámica (que quedarán adheridas al hormigón) y una vez desencofrado serán visibles los huecos.
Condiciones térmicas
Es de suma importancia una buena aisalción térmica que trabaje en los dos sentidos, aislar el calor que intenta entrar en verano y el que intenta salir en invierno.
El plano a tener mayores consideraciones es el horizontal ya que recibe mayor radiación directa durante el año. El hormigón es un mal aislante por lo que se introducen, a los cerramientos de este material, materiales que se caracterizan por ser aislantes. Uno de los más usados y característicos es la espuma de poliestireno, ya que contiene burbujas de aire atrapado en su interior. Es imprescindible evitar el contacto con el agua pues mojado pierde su capacidad. Para protegerlo es necesaria la colocación de una barrera de vapor debajo de la térmica para evitar que le pase el vapor y condense haciéndola inutilizable. Esta barrera de vapor está constituida por plásticos, nylon, aluminio, etc.
A su vez existe otra barrera, la impermeable, que protegerá al cerramiento de las aguas pluviales. Para esto se aplican dos medidas, la primera consiste en otorgarle una pendiente al cerramiento (en un metro 1,5% de desnivel) para que las aguas evacuen con fluidez y no queden estancadas. La segunda es la propia barrera impermeable. Los materiales utilizados en este caso son de origen asfáltico, la membrana asfáltica es la más utilizada. Ésta, sin tratamiento es negra, por lo que absorbe mucho calor. La solución que se ha encontrado fue aluminizarla para que refleje el sol. Esta membrana asfáltica con aluminio funciona bien en azoteas poco transitadas, de no ser así es recomendable colocar por encima algún pavimento (ladrillos, baldosas, etc.). Una consideración importante es que entre la barrera y el pavimento se coloca una junta pues poseen un coeficiente de dilatación distinto.
Por último en la parte inferior a la losa se suele hacer una terminación que oculte el cielorraso de hormigón marcado por las tablas del enconfrado. Lo más común es revocar y pintar aunque existen otras opciones como separar el cielorraso de la losa y bajar la altura.

2) CERRAMIENTOS SUPERIORES LIVIANOS DE UBICACIÓN INTERIOR – EXTRIOR.
Se basan en los esfuerzos simples de tracción y compresión. Un ejemplo es la cercha ya mencionada en el tema 7. La misma está constituida por barras que conforman triángulos y se usan cuando es necesario cubrir grandes superficies (terminales, gimnasios, piscinas, fábricas) aunque también se utilizan en escalas menores (parada de ómnibus, casas, barbacoas). El material usado para las barras ya mencionadas debe funcionar tanto a compresión como a tracción, o pueden utilizarse distintos materiales, como por ejemplo aquellas barras que trabajan a tracción pueden ser delgados cables de acero, pero no así las que están sometidas a compresión que tendrán q evitar el pandeo. Entre las ventajas se puede mencionar el tema económico, debido a su peso y la eficiencia estructural, ya que se hacen con materiales livianos, desarrollados tecnológicamente, que permiten un montaje en seco reduciendo el tiempo de ejecución y en general el costo de cimentación. A su vez la reparación es muy simple (reponer piezas) y es estéticamente agradable.
La estructura está formada por elementos repetitivos unidos por correas. Para cubrir estas estructuras se necesita una “tapa” que podrá ser de distintos materiales como la madera, chapa (existen diversos perfiles y dimensiones así como distintos materiales, por ejemplo metálicas, de fibrocemento, fribroasfálticas, plásticas, de vidrio, etc.); otra opción válida son las tejas (y también las hay de cerámica, metálicas, asfálticas, plásticas, etc.).
Las exigencias estructurales son soportar el peso propio, las cargas eventuales y el viento (en el caso de las chapas, tejas, etc. son colocadas en dirección contraria a este). La estructura de soporte puede estar conformada por alfajías, cerchas, vigas, tirantes y demás sistemas reticulados trabajados en madera o hierro. Todos los elementos están fijados por ganchos, tirafondos, tornillos o clavos de acero entre otros.
Otro tipo de exigencia se vincula más con la hermeticidad, es decir, la impermeabilidad y la estanqueidad. Para esto se presta importante atención a las juntas entre piezas (cumbreras), al encuentro con otros elementos (muros por ejemplo), a la evacuación pluvial (caños de desagüe entre otros).
En cuanto a la exigencia de acondicionamientos, térmico y acústico, se puede señalar que el primero tiene como principales problemas las condensaciones y dilataciones. Es posible solucionarlos mediante la colocación de una barrera de térmica de poliuretano expandido. También el color de terminación, la cámara de aire, la barrera de vapor son importantes.
3) CERRAMIENTOS LATERALES EXTERIORES
Entre las exigencias de diseño o funcionales se encuentran la delimitación del espacio arquitectónico que puede estar dada por muros portantes o no y debe atender a problemas de acondicionamiento térmico, humídico, acústico y del aire. A su vez son importantes tanto la durabilidad como la terminación de los mismos.
En lo referido a la estructura, ya se mocionó que podía estar conformada tanto por muros portantes o bien por elementos independientes (por la utilización de vigas, pilares y distintas cimentaciones) que dan mas libertad de diseño y permite abrir vanos mucho más considerables.
En el caso del acondicionamiento acústico se de una dualidad: Si bien por cerramientos gruesos, de mayor masa, se aisla bien el ruido aéreo, no pasa lo mismo con los ruidos de impacto que se propaga por vía sólida. Con el tiempo los muros se fueron alivianando cada vez más y se recurrió a la solución de paredes dobles con aire estancado (mejor aislante para ambos casos de ruidos y además contribuye en el confort térmico).
Al hablar de confort, es necesario señalar el confort higrotérmico, que hace referencia a la temperatura, humedad, velocidad del aire y temperatura medias radiante de las superficies.
Por último, es importante también la forma, el color de los elementos de terminación, las ventanas y la iluminación que contribuyen para que sea agradable y acogedor estar allí.
Un problema que no escapa a los cerramientos laterales exteriores es la influencia del agua que puede producir fisuras producidas por capilaridad. Para evitar esto último es aconsejable colocar veredas alrededor del edificio.
4) CERRAMIENTOS INTERIORES
La función que cumplen es clasificar el espacio en horizontal o vertical y pueden ser estructurales o no. Existen dos tipos: A) Los Horizontales y B) Los verticales.
A) Cerramientos interiores horizontales
Sus exigencias funcionales están relacionadas con la estabilidad, el acondicionamiento ya sea acústico, térmico, lumínico y sanitario; y la terminación. Las exigencias de estabilidad son muy similares a las del cerramiento superior interior-exterior, aunque la sobrecarga en este es mucho mayor. Pueden ser pesados de hormigón armado o livianos de madera, hierro o ambos. Por lo general está soportado por vigas que se hallan debajo de la estructura. En el caso de los pesados, se intenta que estas tengan un grosor similar al del muro de relleno para que no se noten. Si son livianos pueden quedar vistas o bien taparse por distintos mecanismos.
Si se habla de acondicionamiento acústico se puede decir que la aislación de los ruidos aéreos se da por masa, por lo cual un cerramiento liviano no sería una buena opción; en los edificios nunca existe una losa entre piso y piso de espesor menor a los veinte centímetros. Sin embargo, los ruidos de impacto se harán más notorios. Ante esto surgen dos respuestas inmediatas, aislar por discontinuidad de masa (ya sea mediante una losa flotante, independiente de estructuras y muros); o mediante pavimentos resilientes tales como una alfombra, los vinílicos, etc.
El acondicionamiento térmico está dado por una losa radiante que puede ser de piso o de techo. La de techo es la más usada aunque gasta más energía pues tiene que forzar al calor que baje. El calor está dado por cañerías por las cuales circula agua caliente. La de piso es más eficaz en el sentido de que el calor siempre va desde abajo hacia arriba. El gran inconveniente es que se necesita mayor espesor de piso y a la larga se puede llegar a perder un piso.
La instalación sanitaria sobre la losa de hormigón armado puede darse de dos maneras, a través de un descenso de la losa o mediante un escalón. En la primera, la losa estructural desciende 20cm lo que hace que se vea en el apartamento de abajo. El contrapiso aloja tanto los caños de desagüe y distribución del agua como la caja sifoide que tiene un sifón que evita el pasaje de gases y olores. La pendiente para los caños de evacuación es de 1,5%. La opción del escalón hace que aumente 20cm el espesor del contrapiso. Si se quiere que la losa de hormigón armado se mantenga continua se hace la instalación sanitaria por debajo de esta. Para que el vecino de abajo no vea la instalación se coloca un cielorraso desmontable para casos de rotura.
Las últimas exigencias son las de terminación. Por arriba se dan los pavimentos y la elección depende de distintos factores: Lumínico (color y textura); acústico (materiales absorbentes o reflejantes); de transitabilidad (dureza, resistencia al desgaste, antideslizantes); de higiene (de fácil limpieza); estéticos. Por abajo lo más común es revocar el cielorraso y pintarlo de diferentes colores y texturas según exigencias lumínicas, higiénicas y estéticas. También están los cielorrasos, ya mencionados, que se suspenden de la losa estructural y pueden ser desmontables o fijos.



5) CERRAMIENTOS INFERIORES.
Para la construcción de estos cerramientos se debe hacer una gran limpieza del terreno, así como una nivelación y compactación a modo de lograr una gran horizontalidad y evitar huecos.
Las cargas que recibirá este cerramiento son tanto el peso propio como las cargas constructivas y las provenientes del equipamiento fijo. Si las cargas que se esperan no son muy grandes se utiliza hormigón ciclópeo, pero en caso de esfuerzos muy grandes se utiliza hormigón armado.
El acondicionamiento térmico depende de la conductividad térmica del pavimento que se utilice, mientras que el lumínico está vinculado con lo reflejante que sean las superficies ya sea mediante los colores o las texturas. Del acústico se puede señalar que la tierra es buena aislante de los ruidos aéreos, los de impacto se pueden atender con discontinuidades o materiales resilientes. La calidad del sonido (eco y reverberación) se modifica mediante superficies absorbentes o reflejantes, según lo que se quiera obtener.
Es importante también atender las necesidades sanitarias con superficies impermeables, que se puedan lavar; pendientes que posibiliten un buen escurrimiento de agua; y siempre prever anteriormente donde se alojan las instalaciones.
Por último, sería bueno tomar en cuenta la seguridad optando por pavimentos rugosos.
Los elementos de terminación propios de los cerramientos inferiores son los zócalos y las juntas. Es muy importante para lograr una buena terminación la coordinación entre todas los elementos que se vincularan con el cerramiento.

6) CERRAMIENTOS DE COMUNICACIÓN
Estos son los que nos permiten ingresar en los espacios.
Un vano es un hueco en un cerramiento que establece una comunicación (transitable o no) entre dos ambientes o espacios. Todo vano puede alojar una abertura, siendo esta una unidad funcional que se utiliza para cerrarlo, permitiendo alguna o todas de las siguientes funciones: Iluminar, ventilar, dar visión, dar paso
Existen tres tipos de aberturas:
1) La puerta que permite dar paso y eventualmente ventilar.
2) La ventana que brinda la posibilidad de iluminar, ventilar y dar visión.
3) La Puerta ventana cumple todas las posibles funciones.
Los materiales con los cuales se pueden fabricar son acero, aluminio, madera, plástico, vidrio, etc.
Toda abertura posee ciertos componentes, entre los cuales se encuentran el marco (conjunto de perfiles fijos que limitan y dividen la abertura y está en contacto con la superficie de amure); los anclajes y la hoja (que pueden ser tanto transparentes como opacas).
Entre las exigencias están las térmicas, en donde la orientación, los tipos de vidrios, el contacto entre las partes y las protecciones exteriores juegan un papel fundamental. La iluminación también está vinculada con la orientación a la vez que con las dimensiones del cerramiento, el tipo de vidrio y las protecciones exteriores entre otras. El acondicionamiento acústico tiene su relación con el tipo de vidrio, incluso es posible colocar dos dejando aire entre medio. Más aún es la aislación si se coloca doble ventana y protecciones exteriores tales como postigos.
Es importante controla filtraciones de agua entre los componentes de la abertura o más aún entre la abertura y el vano (ocasionará problemas más serios).
La percepción del espacio visual también influye en el ser humano y en esto influye el entorno, las dimensiones y el tipo de vidrio. Es posible conseguir vidrios que controlen la intimidad (vidrios espejados), es decir poder desarrollar actividades sin ser visto.
Las aberturas deberán soportar diferentes acciones (vientos, vibraciones, esfuerzos de uso). Por último, éstas no deben dejar de brindarle seguridad al usuario. No pueden ser una traba a la hora de tener que evacuar a causas de emergencias (incendios por ejemplo); y deben brindar seguridad frente a intrusos (pueden presentar rejas u otro tipo de protecciones).
Dentro de los distintos tipos de aberturas, podemos encontrar aquellas cuya movilidad se da a partir de un giro, ya sea de eje horizontal o vertical liberándose el 100% del vano; o bien por deslizamiento, por arriba o por abajo y se libera el 50%.
Por último, es importante la funcionalidad ya sea para limpiarla, para el uso diario o ante cualquier reparación.

Tema 9 _ El agua en la arquitectura

El ciclo del agua consta de diversos pasos:
1) Obtención: Existen distintas fuentes, como por ejemplo a partir del agua pluvial, superficial (ríos, arroyos, lagos); subterránea.
2) Potabilidad: Las condiciones de potabilidad se reparten en organolépticas (relación con los sentidos, debe ser incolora, inolora e insípida); químicas (OSE preestablece la presencia y en qué cantidades de ciertas sustancias en el agua); bactericidas (existe una presencia máxima de bacterias permitidas).
3) Almacenamiento: Se lleva el agua a un lugar alto para aprovechar la presión. En Montevideo el depósito más importante está en el cerrito de la victoria.
4) Distribución: La presión del agua es proporcional a la diferencia de alturas por lo que sólo es posible suministrar aguas a las zonas más bajas. Si se la quiere llevar a lugares más alto es necesaria la presencia de una bomba. Este es el caso de los edificios, en los cuales se necesitan dos tanques, uno superior y otro inferior, y por medio de dicha bomba se manda el agua desde el tanque de abajo hacia el de arriba y desde allí se distribuye a cada apartamento. El gran inconveniente es que si no hay electricidad se interrumpe el suministro de agua, por lo cual se requiere de un generador de energía.
5) Desagotamiento: Se hace por la gravedad, por tanto las cañerías deben presentar ciertas pendientes para poder evacuar tanto sólidos como líquidos. La evacuación debe ser rápida y segura. Existe un sistema dinámico que puede ser unitario (hay un tanque colector a dos metros por debajo de la calzada al que van las aguas servidas y pluviales); o separativo (el agua de la lluvia se va por las bocas de tormenta y el agua servida se tira al Río de la Plata). El otro tipo es el sistema estático, es decir la presencia de grandes depósitos que se llenan de aguas servidas y hay que llamar a las barométricas para que los desagote. Estos colectores constan de dos tapas para una mayor hermeticidad.
El suministro para los baños y cocinas se da a través de la canilla. Se utiliza un sifón hidráulico por un tema de higiene. Este actúa como un tapón que retiene el pasaje de gases y olores.

Tema 8 _ Suelos y fundaciones

Es de suma importancia saber de qué está hecho el suelo a la hora de construir un edificio. El mismo se puede clasificar según su tamaño en: 1) Gravas, 2) arenas, 3) arcillas, 4) limos.
1) Las gravas son aquellos pétreos provenientes de la descomposición progresiva de las rocas y su diámetro está acotado entre los 0,2cm y los 1,5cm. Pueden obtenerse de manera natural o troceadas a partir de rocas machacadas en los canteros.
2) Las arenas son pequeños granos que tienen más consistencia en la profundidad, no existe adherencia entre ellos y al cargarla se deforma instantáneamente. Su tamaño oscila entre los 0,02mm a los 2mm.
3) Los limos son los que siguen en tamaño, entre 0,02mm y 0,002mm y el exceso de agua hace que sean malos para construir ya que poseen muy poca resistencia al soporte.
4) Las arcillas son pequeñas láminas producto de la desintegración del suelo. La presencia de agua hace que las pequeñas partículas se adhieran entre si lo cual hace que al aplicarle una fuerza la deformación se de lentamente. En cuanto a las dimensiones se habla de menos de 0,0002mm
La roca soporta entre 5-40kg/cm2, las gravas de 4-8kg/cm2, las arenas de 3-5kg/cm2 y las arcillas de 0,5-3kg/cm2.
Hay que estudiar la resistencia mecánica, el perfil geológico y la presencia de agua en los suelos que determinan el asentamiento. La tierra vegetal y los rellenos de basura no tienen asentamiento posible porque son de materia orgánica y se descomponen.
Es posible clasificar las fundaciones según distintos criterios:
1) Por la forma en que transmiten las cargas al suelo
- Directas
- Indirectas
- Mixtas
2) Por la profundidad en que se encuentra el suelo resistente
- Superficiales
- Semiprofundas
- Profundas
3) Por su disposición en el terreno
- Puntual
- Lineal
- Losas
Se estudiarán las siguientes fundaciones:
1) Dados: Son fundaciones puntuales, aisladas, directas, superficiales y de tamaño no muy considerable. Se utilizan para terrenos estables a poca profundidad. Se entierran en el suelo (se hace un poso y se lo rellena con piedras y hormigón) y sobre ellos se apoyan las vigas, a partir de las cuales se levantarán los pilares.
2) Patín: Es una fundación puntual, semiprofunda que tiene la ventaja de que amplia la base del pilar a modo de distribuir mejor las cargas. Son de hormigón armado y se emplean cuando el suelo estable está un poco está un poco más profundo en el caso anterior, entre 4-5mts.
3) Pilotis: Son fundaciones puntuales profundas, se hace una gran perforación y se llena de hormigón y hierro. Las paredes de las perforaciones se hacen irregulares de modo que el rozamiento contribuya para con la cimentación. Este tipo de fundación se emplea en suelos que presentan agua.
4) Patín corrido: En este caso es una fundación superficial lineal para terrenos con suelo estable a no más de un metro. Están hechos de hormigón armado al igual que el patín.
5) Platea: Son fundaciones superficiales, losas grandes, de hormigón que reparten uniformemente las cargas.

21 oct. 2007

Tema 7 _ Estructuras

Para que la arquitectura sirva no debe moverse ni deformarse tanto como para impedir su uso ni llegar a romperse. Para lograr esto existen las estructuras, que pueden ser indiferenciadas cuando no solamente atienden este tipo de funciones; o diferenciadas si se encargan únicamente de la función estructural.
Definición de estructura: Conjunto de cuerpos vinculados entre sí y organizados para recibir y resistir las fuerzas que actúan sobre estos y transmitirlas al terreno. Es un conjunto organizado pues implica una determinada organización, tanto geométrico como de vínculos. Estos son los que limitan los desplazamientos posibles de un cuerpo y existen tres tipos: Articulación móvil, anula los desplazamientos en una dirección; articulación fija, impide desplazamientos en las dos direcciones; y empotramiento que anula tanto desplazamientos como giros.
A la hora de pensar en las estructuras es fundamental analizar las cargas que actuarán sobre el edificio considerando su función (vivienda, biblioteca, depósito), los materiales que se utilizarán (pesados o livianos), el lugar donde se ubicará (vientos, posibilidad de sismos), o el tiempo ya que puede variar su uso o condición.
Clasificación de las cargas:
1) Estáticas: Son aquellas que no sufren cambios bruscos. Pueden ser permanentes (peso de la estructura, elementos complementarios, etc.) o bien transitorias (personas, muebles, etc.). Todas estas son cargas gravitatorias por lo que tienen la dirección del radio de la Tierra, son constantes y las más importantes por lo que son las más fáciles de prever.
2) Dinámicas: Son aquellas que sus valores cambian con rapidez. Pueden ser resonantes (movimientos sísmicos y vientos) o de impacto (entrada brusca de vehículos, descarga brusca de materiales, golpe de olas, etc.).
Todas las cargas pueden ser equilibradas por las reacciones y con ello impedir cualquier movimiento de traslación o giro. Para que no exista ningún tipo de desplazamiento y el edificio esté en equilibrio las sumatoria de las fuerzas en los ejes x e y deben ser cero al igual que la sumatoria de momentos.
Existen diversos tipos de equilibrios:
1) Indiferente: En el cual todas las posiciones son de equilibrio por lo cual con una pequeña perturbación el cuerpo quedará en otra posición. No sirve para la arquitectura.
2) Inestable: Es aquel que no regresa a su configuración original luego de una pequeña perturbación. No sirve para la arquitectura.
3) Estable: Siempre que recibe una pequeña perturbación restablece su posición inicial. Este es el que sirve para la arquitectura y es el primer requerimiento básico de una estructura.
Todo sólido experimenta deformaciones al ser solicitados por fuerzas exteriores. Al iniciarse la deformación, se originan en las partículas fuerzas interiores crecientes con la intensidad de las fuerzas exteriores hasta equilibrarlas. Alcanzada dicha situación se dice que en todas las partículas del cuerpo existe equilibrio entre fuerzas interiores y exteriores (equilibrio interno).
De las tensiones existentes se estudiarán las básicas, compresión y tracción, en las cuales el material “trabaja” con la misma intensidad en toda su sección; y los esfuerzos compuestos, flexión, en donde el “trabajo” no se da homogéneamente (existencia de fibras traccionadas, neutras y comprimidas),
1) Compresión: Es un esfuerzo normal de fuerzas convergentes con igual dirección y sentido contrario. Las partículas del material tienden a apretarse entre sí, produciendo una deformación en el material que consiste en el acortamiento de la pieza en el sentido de la dirección de la fuerza y el engrosamiento de la sección transversal a la dirección del esfuerzo. Es importante mencionar que la compresión se da en piezas relativamente cortas ya que de lo contrario se producirá el fenómeno del pandeo (flexión lateral que ya se mencionará más adelante).
2) Tracción: Al igual que la compresión es un esfuerzo normal de fuerzas con misma dirección y sentido contrario pero que divergen, por lo cual la deformación estará dada por el alejamiento de las partículas que conforman el material, alargando la pieza en el sentido de la dirección de la fuerza y la reducción de la sección transversal a la dirección del esfuerzo.
3) Flexión: Está dada por la combinación de los dos estados básicos de tensión descritos anteriormente: la compresión y la tracción. Se produce cuando una pieza es sometida a esfuerzos perpendiculares a su eje longitudinal y apoyada en uno o más puntos no coincidentes con la recta de acción de cargas. La deformación consiste en el alargamiento de las fibras traccionadas y el acortamiento de las comprimidas. Entre medio de éstas existe un eje neutro en el cual las fibras quedan invariables.
Efecto pandeo o flexión lateral: Se da en toda barra recta cuya longitud sea considerablemente mayor que el lado menor. Esta flexión se da mucho antes que el material colapse por compresión simple y depende de la esbeltez (relación entre el alto y el lado menor del elemento comprimido); la forma de la sección del material, el propio material, los vínculos y la magnitud de las cargas.
La resistencia es el segundo requerimiento básico de una estructura y analiza las fuerzas desarrolladas en el interior del material originadas a consecuencia de las fuerzas aplicadas en él, y el equilibrio entre ambos sistemas de fuerzas.
Otro aspecto a considerar de los materiales es la rigidez, es decir, la relación entre la causa (fuerza) y el efecto (deformaciones que producen). La estructura y cada parte de la misma no poseen una única rigidez sino tantas como acciones distintas se le pueden aplicar. Dicha rigidez depende de la organización geométrica, los vínculos y las características propias del material.
Por último, es importante hacer referencia a la eficacia: Tercer requerimiento básico de una estructura. La misma es la relación entre los resultados obtenidos y los recursos empleados. Está muy vinculado con el tamaño, la configuración geométrica y los materiales.
Por último, decir que existen determinadas formas de resolver problemas que involucran una configuración geométrica en relación con la utilización de los materiales; a cada una de estas formas se les denominan tipos estructurales.
Los problemas principales de las estructuras arquitectónicas son: 1) Cubrir luces, 2) Trasladar verticalmente las cargas hacia el suelo, 3) Soportar empujes horizontales.
1) 1er problema - Cubrir luces:

La luz es la distancia existente entre los apoyos de un elemento que cubre un espacio.
a) Estructuras comprimidas
Los ejemplos más característicos son el arco y las bóveda. Para entender su funcionamiento se debe analizar el comportamiento de su pieza central, la clave del arco. La misma para poder descender debe “empujar” hacia fuera a las dos piezas siguientes (contraclaves). Su carga vertical se descompone en dos fuerzas oblicuas que accionan cada una sobre las dos contraclaves ya mencionadas. Cada una de estas fuerzas se combina con el peso de la nueva dando como resultado una fuerza más “inclinada hacia abajo” que actuará sobre la siguiente pieza. Es así que la fuerza resultante de cada pieza se compone con la carga de la pieza siguiente. Debe analizarse la dirección de la resultante final pues de no ser perfectamente vertical aparecerán empujes horizontales que deberán equilibrarse con contrafuertes, arbotantes (gótico) o bien delgados tensores interiores.
Los materiales más adecuados para construir tanto arcos como bóvedas son aquellos que tienen un buen comportamiento a la compresión como son los pétreos (naturales y artificiales), el ladrillo, la madera, etc..
b) Estructuras traccionadas
Las más comunes son aquellas suspendidas por cables. Los cables adoptarán distintas formas según la disposición de las cargas sobre él. Por lo general, las estructuras “colgadas” son de peso relativamente bajo y tienen escasa rigidez.
El sistema de cable es el único que permite construir con la misma geometría (sólo varía la dimensión de los elementos traccionados) elementos pequeños como enormes, ya que el sistema es independiente de la dimensión de la luz.
Membranas: Su peso propio es relativamente insignificante y no dependen de la rigidez del material. Como dicho material no es rígido por sí mismo, debe lograrse esta característica mediante una geometría de tracción. Una de las posibles soluciones es el empleo de formas que tengan curvas opuestas. Soportan por su forma, son estructuras inflexibles utilizando materiales flexibles. Debe conseguirse que estos materiales sin rigidez mantengan la forma bajo todas las condiciones de carga que debe soportar el edificio.
La liviandad, a la vez de ser una desventaja, arraiga muchas dificultades, deben ser cinchadas hacia abajo en vez de ser soportadas hacia arriba por ejemplo.
c) Estructuras flexionadas
Ante una fuerza exterior aplicada y sus dos reacciones en sus dos puntos de apoyo la viga comienza a deformarse. Si incrementamos la fuerza aplicada llegará un momento en que la viga se rompa. Si la observamos, vemos que en cada uno de los extremos hubo un giro por lo que provocó un momento (momento exterior). Para lograr el equilibrio, apareció una fuerza interna que crecía a medida que crecía la exterior (momento interno).
Si analizamos una “rebanada” central de la viga, vemos que las fuerzas interiores comprimen el material en la parte superior, de forma máxima en el borde y de allí va descendiendo hasta a no haber solicitación en el medio para luego empezarse a traccionar hasta llegar al máximo en el otro borde. Con esto se concluye que no todo el material utilizado está utilizado con el mismo grado de solicitud.
Si la viga está equilibrada, el momento flector (exterior) es igual al momento resistente (interior). El primero aumenta por un incremento de la fuerza o de la luz (distancia entre ambos apoyos). Para dar mayor resistencia a la viga se pueden utilizar materiales más resistentes o aumentar la altura de la sección para que el momento resistente sea mayor. Pero a la vez que sucede esto, el peso aumenta y como el material no trabaja homogéneamente por lo que no todo está usado a su máximo potencial (sólo los extremos) y a medida que aumenta la altura de la pieza aumenta notoriamente el material “ocioso”.
¿Qué materiales puedo utilizar? Aquellos que responden a solicitaciones tanto de compresión como de tracción. Entre estos podemos distinguir a la madera y el acero, aunque también se puede dar una combinación de distintos materiales que trabajen bien a cada una de las dos solicitaciones, es el ejemplo del hormigón armado donde el hormigón funciona mejor a compresión y el hierro a tracción.
Estrategias para mejorar la eficiencia
i.
Se coloca material donde realmente se necesita y se aligeran las zonas menos solicitadas (más cercanas al eje neutro). Esto ocurre muy fácil en el acero en el cual aparecen distintos perfiles como por ejemplo el doble T. Con el hormigón armado se dificulta en la ejecución del encofrado para conseguir formas apropiadas; y en la madera resulta inútil. Si se extrema esta estrategia es posible separar los cordones comprimidos de los traccionados manteniendo sólo una unión entre ellos para que trabajen en conjunto. Pero se introduce el problema de cómo unir ambas partes para conservar la rigidez. Existen dos tipos distintos de uniones, las rígidas y las articuladas mediante triángulos (geométricamente indeformables).
ii. Otra manera de separar los cordones comprimidos y traccionados se obtiene a partir de elementos delgados de baja resistencia a la flexión que posibilitan su plegamiento a modo de otorgarles rigidez.
d) Estructuras reticuladas
El ejemplo más característico es la cercha caracteriza por su liviandad y capacidad de soportar grandes cargas. Se utilizan principalmente en construcciones con luces grandes, como techos de bodegas, almacenes, iglesias y en general edificaciones con grandes espacios en su interior. Está formada por una sucesión de piezas cortas, vinculadas en nudos, que conforman triángulos (geométricamente indeformables). Entre cercha y cercha están las correas. Las distintas piezas que conforman este sistema son los pares, el tensor, el pendolón, las diagonales y los montantes.
2) 2do problema – Transmitir verticalmente las cargas al suelo.
Esto se hace mediante columna, pilares y muros portantes entre otros. La introducción de materiales modernos de elevada resistencia a la compresión, tales como el acero, pueden usarse para construir columnas mucho más delgadas que mediante la piedra o el hormigón. Pero esta delgadez, introduce la limitación del pandeo que se da en elementos largos y delgados, que sometidos a esfuerzos de compresión experimentan una flexión lateral y en ocasiones pueden colapsar. El pandeo depende de la esbeltez, la forma de la sección transversal (son mejores aquellas que presentan mayor parte del material lejos del centro como por ejemplo las secciones redondas huecas, el perfil doble T, etc.); y las restricciones impuestas a sus extremos (el empotramiento da la mayor resistencia al pandeo).
3) 3er problema – Empujes horizontales.
Estos pueden ser producidos por distintos motivos y de carácter permanente (actúan siempre y sin variar como por ejemplo el empuje producido por un desnivel); o eventual (no actúan siempre sino en ocasiones, son aquellos producidos por vientos o movimientos sísmicos).
El viento ejerce una presión distribuida sobre las caras expuestas del edificio, dando como resultado una fuerza aplicada en el centro geométrico de las caras. A esta fuerza el suelo le genera una reacción iniciándose un momento llamado “momento de vuelco”. Este aumenta con la fuerza del viento o por un incremento de la distancia entre el viento y su reacción (altura del edificio). Para que el edificio esté en estado de reposo el momento de vuelco debe ser equilibrado con otro momento de igual magnitud y sentido contrario, el “momento estabilizador”. La estabilidad de un edificio aumenta con su peso y la amplitud de su base.
Es sismo es otro de los empujes eventuales. La energía liberada por un terremoto se propaga por la corteza terrestre en forma de vibraciones que provocan desplazamientos del terreno en cualquier dirección (horizontal o vertical). La fuerza destructiva del sismo se explica en el principio de inercia que señala que todo cuerpo presenta una reacción a cambiar su estado de movimiento. Esta reacción es directamente proporcional a la masa del cuerpo. Es así que ocurrido el sismo, cada una de las partes del edificio “reacciona” oponiéndose al movimiento con una fuerza proporcional a su masa y de sentido contrario al movimiento del terreno. Al contrario de con el viento, el peso no contribuye para con la estabilidad sino que aumenta la fuerza destructora.
Respuestas para conseguir una mayor estabilidad.
En columnas: Depende esencialmente de sus vínculos. Al tener una base menor a su altura presenta una pequeña reacción al vuelco. Para que mantenga un equilibrio estable deberá vincularse articuladamente o empotrarse a otros elementos. Al empotrarla se modifica el comportamiento de la columna pues queda sometida a flexión.
En los muros: La capacidad de respuesta hacia un empuje depende de su dirección: Si la fuerza es perpendicular al muro deberá empotrarse (si resiste a la flexión) o vincularse con elementos que impidan su vuelco. Si la fuerza sobre el muro es paralela a este, su estabilidad mejora sustancialmente. Cuanto más bajo y largo es un muro mayor es su estabilidad.

10 oct. 2007

Tema 6 _ Condiciones de confort en los espacios arquitectónicos cerrados

Confort térmico: Sensación satisfactoria del estado fisiológico en donde se realiza el menor desgaste físico para realizar las actividades. En el confort térmico intervienen parámetros de confort (vinculados con el espacio arquitectónico) y factores de confort (relacionados a las necesidades biofisiológicas de cada individuo).
Conceptos físicos que intervienen en el confort térmico.
1) Transmisión de calor.
Se da sí y sólo sí los cuerpos están a distintas temperaturas y desde el de mayor temperatura al de menor. Al igualarse las

temperaturas se produce un equilibrio térmico.
Existen tres maneras distintas de intercambiar el calor, por conducción, convección y radiación.

2) Inercia térmica.
Es la capacidad de los materiales para retener el calor y cederlo lentamente.
3) Retraso térmico.
Es el tiempo que toma una diferencia térmica en manifestarse en la superficie opuesta al cerramiento.
4) Aislación térmica.
Es la resistencia de un cerramiento a transmitir el calor.
El confort térmico se adquiere según una serie de variables ya sean relacionadas al individuo (actividad que desarrolla, ropa, etc.); al medio ambiente que lo rodea (temperatura, humedad y velocidad del aire); o bien a los cerramientos exteriores con fenómenos como el efecto trampa por ejemplo.

Variables relacionadas al medio ambiente.
El confort higrotérmico en estado sedentario es de los siguientes valores:
- Temperatura del aire (22-25°C)
- Humedad relativa (30-60%)
- Velocidad del aire (0,5 mts/seg)
- Temperatura media radiante (la diferencia entre la temperatura del aire y la radiante debe ser menos a 6°C).

1) Humedad.
a) Humedad absoluta. Es la cantidad de agua que contiene una masa de aire. Se mide en gramos de agua/kg de aire seco.
b) Humedad absoluta de aire saturado. Es la cantidad máxima de agua en estado de vapor que es capaz de contener un kg. De aire a determinada temperatura.
c) Humedad relativa. Es la relación entre la humedad absoluta del aire y la humedad absoluta del aire saturado para la misma temperatura. Se mide en un porcentaje que indica con qué facilidad el aire evapora al agua.
d) Punto de rocío. Es la temperatura en que el aire llega a la saturación.
2) Temperatura
a) Temperatura radiante. Es la temperatura del interior de un local cerrado.
b) Temperatura media radiante. Es el promedio de todas las temperaturas superficiales relacionadas con sus áreas.
TMR= t1.Á1+t2.Á2+…+tn.Án/Á1+ Á2+…+ Án
Variables relacionadas con los cerramientos exteriores
1) Cerramientos transparentes – Efecto trampa.
Se produce cuando hay radiación solar directa sobre un vidrio que delimita un local cerrado. El sol emite rayos de onda corta que pueden atravesar los vidrios. Estos rayos al reflejarse en los objetos se hacen de onda larga, lo cual les impide volver a cruzar el vidrio y se quedan en el interior, produciéndose así el efecto trampa que produce un excesivo calentamiento dentro de la habitación. El mismo es muy deseado en períodos fríos pero se vuelve insoportable en épocas de calor. Para evitarlo hay que evitar la radiación solar directa para lo cual se utilizan persianas, cortinas de enrollar, aleros, parasoles. Estos últimos deben colocarse horizontalmente en fachada norte y verticalmente en fachadas este y oeste pues los rayos llegan a estos más horizontalmente.
2) Cerramientos opacos laterales y superiores.
Por ejemplo incorporando cámaras de aire como es el ejemplo de los muros dobles, o materiales con aire dentro como puede ser un quinchado. (Ver tema cerramientos).
3) Ventilación.
La ventilación es necesaria tanto por motivos térmicos como por higiénicos. Higiénicos durante todo el año, para renovar el aire (oxígeno), eliminar el vapor de agua, los olores y los humos entre otros. En épocas calurosas además de por higiene hay que pensar en exigencias térmicas, es necesario ventilar para refrescar al aire y así al organismo.
En cuanto a la ventilación se debe considerar tres aspectos, la ubicación, el área y la forma de abrir (por ejemplo una ventana batiente permite un 100% de posibilidad de ventilación). Cuando las ventanas están enfrentadas se da una mayor ventilación (corrientes de aire).
Existen dos tipos de ventilación según el período del año:
a) Ventilación de invierno.
- Exigencias higiénicas.
- Mediante aberturas superiores: La corriente de aire se da por encima de las personas evitando que estas sientan frío.
- El vapor de agua sube y es ventilado.
b) Ventilación de verano.
- Exigencias higiénicas y térmicas.
- Mediante aberturas bajas: La corriente de aire pasa por las personas refrescándolas.
Al proyectar viviendas es muy aconsejable hacer que el flujo de aire barra desde los dormitorios y estar hacia los baños y cocina.

4) Iluminación natural.
Todo espacio debe contar con luz natural. Para que esta sea de buena calidad debe ser difusa, homogénea (a modo de no producir encandilamientos ni deslumbramientos); sin excesos de sombras y contrastes.
Los factores que inciden en la iluminación son:
a) La orientación.
b) El factor día. Es la porción del espacio exterior desde el punto de vista lumínico que penetra a través de la ventana. Está muy vinculado con la dimensión y ubicación de los vanos.
c) Cantidad de luz. Para esto es necesario controlar las reflexiones (tener en cuenta los colores y texturas), los aleros y los obstáculos.
d) Calidad de luz.
e) Actividades que se desarrollan. Como ya se dijo, en un salón de clase una ventana al lado del pizarrón no seía conveniente porque lo haría inutilizable.
Las ventanas y tragaluces orientados hacia el sur reciben poca o ninguna radiación solar directa por lo que sirven para recoger una luz indirecta sin aportaciones significativas de calor.
Es muy importante también no olvidar a la hora de pensar la iluminación los aspectos térmicos.

Tema 5 _ El sonido en la arquitectura.

LA CADENA ACÚSTICA EN LOS ESPACIOS ABIERTOS.
Definición de sonido: Es un fenómeno vibratorio que se propaga a través de un medio elástico y es percibido mediante el oído humano.
Para que haya un sonido debe existir una cadena acústica conformada por una FUENTE, que genera el fenómeno vibratorio, un MEDIO, material y elástico por el cual se propaga la onda y puede ser tanto gaseoso como líquido y sólido, y un RECEPTOR que recibe la información (el oído).
El sonido está originado por un movimiento molecular, dichas moléculas chocan y transmiten la energía. Es por esto que los medios más densos (moléculas mas juntas) transmiten mejor los sonidos.
Muchas veces el desarrollo y la urbanización son las principales causas de contaminación acústica, que trae como consecuencia molestias y daños que afectan principalmente al oído y al sistema nervioso central y endocrino.
La forma de aislarse, tanto de los ruidos aéreos como de los de vía sólida, es al igual que con los espacios cerrados, estableciendo una distancia considerable entre la fuente y el receptor; utilizando cerramientos de masa considerable (para ruidos aéreos) y materiales absorbentes (porosos) como pueden ser por ejemplo árboles o superficies irregulares. A su vez la discontinuidad, el cambio de medio, será muy eficaz.
CONFORT ACÚSTICO EN LOS ESPACIOS CERRADOS.
AISLACIÓN DE RUIDOS.
Definición de ruido:
Es todo sonido no deseado.
Hay distintas formas de aislarse del ruido.
RUIDO AÉREO – SOLUCIONES.
1) Desfasaje en el tiempo.

Lograr que el momento del ruido y el de la actividad no coincidan. La intendencia puede establecer normas para ello.
2) Distancia.
El sonido se propaga en todas direcciones "formando" una esfera cada vez más grande a medida que nos alejamos de la fuente, haciéndose la intensidad cada vez menor.
3) Material de los cerramientos.
La aislación de un cerramiento aumenta en función de la masa por unidad de superficie. Ley de masa: El nivel sonoro transmitido de un lado a otro, disminuye proporcionalmente al peso del elemento por el cual pasa el sonido. También mediante paneles dobles que consisten en dos tabiques livianos separados por un medio elástico (ya sea aire o algún material absorbente). Principio de elasticidad: El nivel sonoro disminuye cuanto más elástico sea el material que compone el elemento divisorio; (+ elasticidad; - transmisión).
4) Diseñar una correcta hermeticidad de las aberturas.
El sonido pasa a través de las rendijas, para evitar esto se pueden colocar burletes y aumentar los puntos de contactos entre las hojas y los marcos de las ventanas, entre otras opciones.
5) Aislar el sonido en la fuente.
Por ejemplo cubrir una bomba de agua con algún elemento de masa considerable.
6) Protección personal.
Utilizado por aquellos que trabajan con máquinas. Ejemplo tapones.

RUIDO POR VÍA SÓLIDA.
Existen dos tipos de ruidos por vía sólida: Los ruidos de impacto y las vibraciones. Entre los primeros encontramos los pasos y las caídas o arrastre de objetos entre otras. Estos sonidos se propagan tanto por la estructura como por vía aérea. Por otro lado están las vibraciones producidas por ejemplo por máquinas, motores y cañerías. Se propagan únicamente por la estructura.
La transmisión del ruido de impacto es mucho más intensa que en el caso de la aérea pues el golpe tiene un aporte energético mucho mayor sobre la superficie. En este caso no se aplica la ley de masa.

RUIDO POR VÍA SÓLIDA – SOLUCIONES.
1) Aislación de la fuente sonora.
Revestimiento de suelos con materiales elásticos que "inhiban" el ruido de impacto con su blandura. Ejemplos de esto pueden ser las alfombras, las moquetes, el corcho o las fibras vegetales.
2) Aislación por discontinuidad.
Se basa en la utilización de una separación elástica entre el pavimento y el soporte. Es así que la vibración generada sobre el pavimento se transmite con poca intensidad al soporte debido al amortiguamiento que produce el medio elástico. Esto se suele hacer entre un piso y otro de un edificio y recibe el nombre de losa flotante.
AUDIBILIDAD


Se refiere a la intelegibilidad del sonido dentro de un local. Si es un lugar que exige condiciones satisfactorias de comunicación (como por ejemplo un salón de clase) es necesario estudiar su acústica y su audibilidad.
Factores que afectan la audibilidad.
1) Eco.
Ocurre cuando el sonido directo y el reflejado no llegan al oído al mismo tiempo, percibimos primero el directo y luego el reflejado.
2) Enmascaramiento.
Un sonido oculta a otro. En ocasiones es conveniente.
3) Distribución del sonido.
Según la forma de la habitación el sonido se refleja en distintas direcciones y por tanto se distribuye de determinada manera.
- Formas convexas, dirigen las reflexiones en todas direcciones, son buenas difusoras.- Formas concavas, focalizan las reflexiones, no son buenas difusoras. (Tienden a centralizar el sonido en un punto).
- Otros elementos que influyen en la difusión del sonido son las irregularidades de las superficies, el tamaño de la habitación, la distribución de los materiales absorbentes y las irregularidades y relieves.
4) Tiempo de reverberación.
Es el tiempo en el cual el sonido vibra en el aire sin extinguirse, se sigue percibiendo por una fracción de tiempo después de producirse. Es así que el sonido directo y el reflejado se superponen en una audición prolongada. El tiempo de reverberación es directamente proporcional al volumen del local e inversamente proporcional a la absorción. Si las paredes del local se cubren con materiales absorbentes se reduce considerablemente.
Al eliminar completamente la reverberación obtendríamos un sonido seco que no es agradable, y si es prolongada la audición puede ser confusa.
ABSORCIÓN.
El sonido reflejado siempre es de menor intensidad que el incidente. La parte de energía que no se refleja se absorbe y es transformada en calor.
Los materiales más absorbentes son los porosos y son utilizados para eliminar el eco u obtener tiempos de reverberación adecuados.

Tema 4 _ Componentes materiales en la definición del espacio arquitectónico.

Los componentes materiales se pueden clasificar en tres tipos: 1) Naturales; 2) Naturales con algunas transformaciones; 3) Industrializados.
1) Los naturales son aquellos que se utilizan casi como aparecen en la naturaleza. Pueden ser derivados de suelos (arcillas y limos), pétreos (granitos y mármoles), o bien de vegetales (pinos y eucaliptos).
Los pétreos, cuyo origen es volcánico, soportan bien los esfuerzos de compresión pero no los de tracción. Las maderas por su parte atienden de igual manera a ambos esfuerzos. A su vez, las hay blandas y duras según la utilidad que se les dé.
2) Entre estos encontramos las cerámicas (ladrillos y ticholos); los aglomerados (monolíticos y hormigón); los bituminosos (asfaltos y alquitranes); los metales (aluminio, acero, hierro).
Los ticholos por ejemplo, se hacen con un material natural: La arcilla, y es mediante un proceso de varias etapas entre las cuales está la cocción que se llega a ellos. El hormigón es una mezcla que contiene agua, áridos gruesos y fino (pedregullo y arena respectivamente) y cemento Pórtland. Es un pétreo artificial (buena respuesta a esfuerzo de compresión pero no así a los de tracción).
Los metales, que funcionan bien a tracción, permiten construir estructuras de mucho menos peso. Incluso es posible combinar hormigón (funciona bien a compresión) con acero (funciona bien a tracción) para constituir el hormigón armado que fue lo que permitió mediante pilares y vigas construir el esqueleto, la estructura del edificio, para posibilitar vanos más amplios (eliminación de muros portantes).
3) El último tipo lo conforman aquellos que pasan por importante procesos de transformaciones en fábricas. Entre ellos se pueden mencionar los vidrios (espejos y cristales), las pinturas, los plásticos (acrílicos y PVC) y los aglomerados sintéticos (revoques plásticos) entre otros.
Materiales estructurales.
Son aquellos que poseen características que les permite recibir cargas ya sean permanentes, intermitentes o por un breve lapso de tiempo. Toda estructura de estos materiales debe deformarse (hasta cierto punto) al recibir la carga y una vez retirada la misma debe volver a su estado original.
Entre los materiales estructurales encontramos la piedra, la madera, el hormigón armado, etc.
Observaciones:
- Con un incremento de la temperatura los materiales se escurren (por lo cual requieren de protección contra incendios); y expuestos a bajas temperaturas se hacen más elásticos.
- Se debe considerar el tiempo ya que suelen deteriorarse ya sea por factores químicos o por acción de las cargas.
- Generalmente son isotrópicos, es decir su resistencia no depende de la dirección en que se aplique la fuerza. La madera es una excepción ya que es anisotrópica.
- Son metaestables, su estabilidad no varía cuando actúan procesos físico-químicos (por ejemplo la oxidación relacionada a la humedad y a la salinidad).
Comportamiento de la acción de cargas.
Todo material estructural posee un período elástico (A) en el cual la deformación es proporcional a la tensión que recibe. Luego de cierto valor de carga (depende del material) entra en un período plástico (B) ya que si se retiran las fuerzas el material no volverá a su configuración original.



8 oct. 2007

Tema 3 _ Iluminación

Cada objeto absorbe parte de la luz que cae sobre él y refleja el resto en el entorno. Los ojos recogen una pequeña parte de esta luz reflejada para crear imágenes visuales. Cuando la intensidad de la luz en muy alta los ojos se deslumbran con los objetos intensamente brillantes (se sienten molestias y se trata de disminuir, con la mirada, la cantidad de luz que entra por los ojos).
- Nivel de iluminación: Un edificio será iluminado adecuadamente si la iluminación es adecuada a la actividad que se desarrolla en él. En ocasiones, las actividades pueden tener ciertas variantes, requerir distintas iluminaciones, por lo cual es recomendable poder regular a voluntad el nivel de intensidad. También es importante tener consideraciones distintas para personas zurdas.
- Deslumbramiento: Ocurre cuando se da la presencia o ausencia de diferentes grados de luminosidad simultáneamente. Un buen edificio incluye un correcto diseño de las iluminaciones (natural y artificial), cada una por si misma pero también complementándose.
Se puede hablar de 1) iluminación natural y 2) artificial.


1) Iluminación natural.
El sol es la fuente de luz durante el día ejerciendo una influencia en el ánimo de las personas aportando tanto bienestar físico como psicológico. Sin embargo, las tareas visuales más delicadas (coser, leer, etc.) son imposibles de llevar a cabo bajo la luz solar directa. A su vez, en períodos calurosos el calor en el interior de los edificios se hace muy molesto y el efecto decolorante del sol es otro de los inconvenientes del mismo. Para bloquear o filtrar la luz directa dejando una reflejada más suave se pueden utilizar vegetales (árboles, enredaderas, etc.); toldos, contraventanas de todo tipo, persianas, colgadizos, cortinas, etc.
Como ya se dijo (tema 1) el sur casi no recibe radiación solar directa por lo que una ventana en fachada sur garantizará luz indirecta sin aportación significativa de calor. En estos casos en que el sol no penetra directamente en la habitación, la cantidad de luz en un punto de la misma depende del área total de cielo que pueda ser visto desde ese punto a través de las ventanas y por supuesto de la luminosidad de dicha porción de cielo. Es decir, cuanto más cerca esté la ventana del cielo raso más luz ingresará. A su vez, aquella habitación alta y de escasa profundidad será mucho más luminosa que una cuyo espacio es estrecho y profundo. En este último caso, quizás sea recomendable equilibrar la iluminación estableciendo ventanas en un segundo lado de la habitación o una claraboya.
Al colocar ventanas hay que tener ciertas precauciones en cuanto a la actividad que se desarrollará en la habitación. Por ejemplo si se construye un salón de clase probablemente una ventana al lado del pizarrón le dará una luminosidad que probablemente lo deje inutilizable.
La iluminación por luz natural permite una agradable transición entre los interiores y exteriores. Su principal inconveniente es la inconstancia (durante la noche). La luz eléctrica artificial es instantánea y constantemente aprovechable, por lo que ambos tipos de iluminación se complementan cuándo la artificial se utiliza durante la noche.
2) Iluminación artificial.
- Flujo luminoso: Es la energía luminosa por unidad de tiempo. La unidad de medida de denomina lúmen.
- Iluminación: Es la relación entre el flujo luminoso que recibe una superficie y su extensión.
Para tener una idea una vela brinda trece lúmenes, una bombita incandescente de 100 vatios 1200 lúmenes y un tubo fluorescente de alta potencia de 80 vatios 4500 lúmenes.
Los tubos incandescentes transmiten una luz interesante, similar a la del fuego. Una habitación adquiere una luminosidad agradable con este tipo de iluminación, más aún si sus paredes de colores o materiales calidos. Es muy utilizada en casas, comercios, restaurantes e iglesias entre otras.
La iluminación fluorescente se utiliza más en aplicaciones comerciales, industriales e institucionales.
Es muy importante colocar la fuente de luz fuera del campo de visión normal de las personas que utilicen el lugar, y tratar de conseguir un brillo apropiado a la tarea que se desarrolle allí.
El color de la habitación contribuye o no con la luminosidad e impiden o no el resplandor. Los colores claros son más reflectantes que los oscuros que absorben más luz.

3 oct. 2007

Tema 2 _Vegetales y espacio habitable

Los vegetales cumplen un rol muy importante en la concepción de los espacios arquitectónicos; dan una infinidad de posibilidades en la creación de espacios exteriores y contribuyen con un mayor acercamiento del hombre con la naturaleza.

Todo espacio puede estar definido por elementos materiales o no materiales, no tangibles, como pueden ser la luz, el sonido, la temperatura, etc. Los vegetales están en un término medio ya que, si bien son materiales, contribuyen en la formación de microclimas y posibilitan distintas sensaciones al ser humano.

Los suelos, la temperatura y la velocidad del aire están influenciados por los vegetales.

En los suelos regulan la humedad y contrarrestan los efectos de la erosión.

En cuanto a la temperatura del aire, quizás alcanza con mencionar un ejemplo: La temperatura del aire sobre un suelo de césped al sol es menor que la del aire que cubre una superficie de hormigón a la sombra. Esto ocurre porque las miles de pequeñas hojas que conforman el manto vegetal absorben energía de la radiación solar para la realización de sus funciones vitales y así mismo sombrean parte de la superficie del suelo. Es de esta manera que el césped constituye una capa de absorción del calor. Existe otro fenómeno llamado evapotranspiración que consiste en la perdida de humedad en las hojas de los árboles. Las mismas tienen humedad y al calentarse se evapora por lo que el vegetal absorbe parte de la energía que recibe para liberarla en forma de vapor. De esta manera los vegetales brindan al ser humano cierta sensación de frescura.

Por último algunos tipos de árboles se utilizan como barreras contra el viento. En estos casos se debe tener en cuenta ciertos factores como el tipo de terreno (plano u ondulado), el ancho de la zona de protección, que debe ser proporcional a la altura de la barrera; y la densidad del follaje entre otras.

Los vegetales permiten, incluso cuando la construcción esté terminada, afectar la forma y las sensaciones permanentemente ofreciendo una infinidad de variedades.

Otro aspecto a tener en cuenta es la diferenciación entre arbustos y árboles; en los primeros la altura oscila entre uno y cinco metros y los otros constan de una altura mayor a estos. A los vegetales menores que los arbustos se les denominan matas.

Es de gran importancia estudiar las distintas especies de vegetales para ver cuál se adecua mejor al objetivo que se quiero lograr. Cada especie se puede diferenciar por su porte, morfología, densidad de follaje, textura, color, fructificación, o bien si es de hoja caduca o perenne.

Entre as exigencias funcionales de un vegetal se pueden mencionar la creación de espacios de sombras, intercepción de vistas, formación de una cubierta del suelo, adornar, creación de un entorno en el cual el hombre se sienta parte de la naturaleza e influir así en su estado de ánimo.

Recordando que la fachada sur es la que recibe los vientos más fuertes en invierno y radiación solar directa en los meses más calurosos, es recomendable colocar en dicha fachada un gran árbol de hoja perenne que proteja los vientos de invierno y de sombra en verano. Por el contrario en la fachada norte se podría plantar un árbol de hoja caduca que sin dejar de dar sombra en verano permita el asoleamiento en invierno (efecto trampa) evitando ambientes fríos, oscuros y húmedos.