Materiales

Clasificación de los materiales :La manera más general de clasificación de los materiales es la siguiente:

a. Metálicos :Ferrosos  -No ferrosos  b. No metálicos :Orgánicos -Inorgánicos

Metales Ferrosos:Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el fierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio.

Los principales productos representantes de los materiales metálicos son:Fundición de hierro gris -Hierro maleable -Aceros -Fundición de hierro blanco

Metales no Ferrosos:Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años.

Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son: Aluminio -Cobre -Magnesio -Níquel -Plomo -Titanio -Zinc

Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos complementarios de los metales ferrosos, también  son  muy  útiles  como  materiales  puros o  aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren determinadas exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).Usos: estructuras, mecanismos, alambres, tubos, etc

Materiales no MetálicosMateriales de origen orgánico Materiales de origen inorgánico

Materiales orgánicos:Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros, no se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Otras características son: baja conductividad eléctrica y térmica, buena resistencia a la corrosión. Algunos de los representantes de este grupo son: Plásticos -Productos del petróleo -Madera -Papel -Hule -PielUsos: empaquetados de alimentos, adhesivos para madera.

Materiales de origen inorgánico:Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetales o relacionadas con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son: Los minerales -El cemento -La cerámica -El vidrio -El grafito (carbón mineral)

 Los materiales sean metálicos o no metálicos, orgánicos o inorgánicos casi nunca se encuentran en el estado en el que van a ser utilizados, por lo regular estos deben ser sometidos a un conjunto de procesos para lograr las características requeridas en tareas específicas. Estos procesos han requerido del desarrollo de técnicas especiales muy elaboradas que han dado el refinamiento necesario para cumplir con requerimientos prácticos. También estos procesos aumentan notablemente el costo de los materiales, tanto que esto puede significar varias veces el costo original del material por lo que su estudio y perfeccionamiento repercutirán directamente en el costo de los materiales y los artículos que integraran.Usos: aislantes. Protecciones anticorrosivas, refractarios.

Los procesos de manufactura implicados en la conversión de los materiales originales en materiales útiles para el hombre requieren de estudios especiales para lograr su mejor aplicación, desarrollo y disminución de costo. En la ingeniería la transformación de los materiales y sus propiedades tienen un espacio especial, ya que en casi todos los casos de ello dependerá el éxito o fracaso del uso de un material.

Comportamiento Estructural de Materiales • Como es de todos sabido, en la construcción se utilizan diversos tipos de materiales, unos

persiguiendo conseguir la estética en su diseño y otros la resistencia de la propia estructura, ahora bien ante la incidencia del fuego sobre este tipo de materiales, estos se comportan de distinta forma según su composición.En este curso estudiaremos el comportamiento de materiales comoel acero, el hormigón y la madera, habituales en todos los sistemas constructivos actuales.

• Cuando los materiales se encuentran en su estado puro, es decir no disponen de ningún tipo de protección o revestimiento, éstos sufren de un modo más extremo la acción del fuego, el acero por lo general es un elemento que sometido a las temperaturas de un incendio, constituye porsi mismo un riesgo considerable, el calor se expande rápidamente a través de él y cuando el material soporta cargas, presenta con facilidad colapsosen su estructura.

• INCENDIOSSe puede diferenciar, para cada material:1. Una temperatura a la cual el material se gasificattemperatura de gasificación).. Una temperatura a la cual el material ya gasificado se enciende (temperatura de ignición).

• El triángulo de fuegoSi se deja un trozo de fierro a la intemperie, su color cambia y pierde sus características originales, porque se oxida. Esto significa que el oxígeno del aire se combina con el fierro para producir óxido de fierro.Un fuego es un fenómeno similar: el oxígeno del aire se combina con los materiales que arden, pero en forma violenta. A esta oxidación rápida la llamamoscombustión.

Para que un material entre en combustión se necesitan ciertascondiciones.1. Una de ellas es contar con suficiente oxígeno; normalmente esto no es problema, porque el aire que nos rodea lo contiene.2. Una segunda condición es que exista material combustible.3. La tercera condición es que tengamos suficiente calor para que la combustión se inicie.

• El triángulo y algo más…..??Cuando se ha logrado encender un fuego, con frecuencia puede mantenerse por sí solo, sin apagarse, hasta que sólo quedan cenizas. Para explicar este aspecto del fuego, la ciencia actualagrega un cuarto elemento a los tres que ya hemos visto:

la reacción en cadena.Cuando el fuego es suficientemente intenso, aparecen llamas y se libera mucho calor. Esto facilita que el oxígeno y los combustibles se combinen, con lo cual hay nuevas llamas y más calor. Esta reacción en cadena se repite mientras quede oxígeno y combustible, a menos que algo

• La transmisión del calorEs frecuente que en los incendios el origen sea un foco relativamente pequeño, que se transmitió a otros objetos y lugares hasta terminar en un gran siniestro. Por eso, es importante saber en qué forma se transmite el calor.

• Por conducción

– Se produce cuando un objeto está en contacto directo con otro. El calor del objeto más caliente pasa hacia el más frío (Ley 0 de la Termodinámica).

• Por radiación– El calor de una llama se siente a cierta distancia del fuego mismo, debido que se transmite por medio de ondas calóricas invisibles (ondas magnéticas) que viajan a través del aire o espacio (como el sol). Por lo tanto, no es necesario que a un objeto lo toque el fuego para quese queme, porque el calor puede "saltar" de un lugar a otro a través del aire.

• Por convección– Cuando las ondas calóricas atraviesan un fluído (porejemplo, aire, agua, aceite, etc.), parte de su calor calienta ese fluído, el que entonces tiende a moverse hacia arriba o al lugar más frio. Esto significa que el calor originado en un punto se propagará hacia otro lugar. A esto se denomina transmisión por convección.Por ejemplo, si en un edificio de varios pisos se inicia unincendio en un piso bajo, el fuego calentará el aire, el que subirá hacia los pisos superiores, arrastrando gases y humos y extendiendo el incendio.

• Clasificación de los fuegosEn nuestro país, la Norma Chilena Nº 934, del Instituto Nacional de Normalización, clasifica los fuegos en cuatro clases, y le asigna a cada clase un símbolo especial. Estos símbolos aparecen en los extintores, y permiten determinar si el extintor es apropiado para el tipo de fuego al que se desea aplicarlo. Estas clases son:

Fuego clase "A"– Los fuegos clase A son aquellos que se producen en materiales combustibles comunes como: madera, papeles, cartones, textiles, plásticos, etc. Cuando estos materiales se queman, dejan residuos en forma de brasas o cenizas. – El símbolo que se usa es la letra A, en color blanco, sobre un triángulo confondo verde

• Fuego clase "B"– Los fuegos clase B son los que se producen en líquidos combustibles inflamables, como: petróleo, gasolina, pinturas, etc. También se incluyen en este grupo el gas licuado de petróleo y algunas grasas utilizadas en la lubricación de máquinas. Estos fuegos, a diferencia de los anteriores, no dejan residuos al quemarse.– Su símbolo es una letra B, en color blanco, sobre un cuadrado con fondo rojo.

• Fuego clase "C"– Los fuegos clase C son los que comúnmente identificamos como"fuegos eléctricos". En forma más precisa, son aquellos que se producen en "equipos o instalaciones bajo carga eléctrica", es decir, que se encuentran energizados.– Su símbolo es la letra C, en color blanco, sobre un círculo con fondo azul.Cuando en un fuego de clase C se desconecta la energía eléctrica, éste pasará a ser A, B ó D, según los materiales involucrados. Sin embargo, con frecuencia es muy difícil tener la absoluta certeza de que realmente se ha "cortado la corriente“ (desenergizado). En efecto, aunque se haya desactivado un tablero general, es posible que la instalación que arde esté siendo alimentada por otro circuito. Por lo tanto, deberá actuarse como si fuera fuego C mientras no se logre total garantía de que ya no hay electricidad.

• Fuego clase "D"– Los fuegos clase D son los que se producen en polvos o virutas de aleaciones de metales livianos como aluminio, magnesio, etc.– Su símbolo es la letra D, de color blanco, en una estrella con fondo amarillo.

Termodinámica de los Incendios• La termodinámica de cada incendio tiene un comportamiento singular, dependiendo del ámbito en el que se desarrolle.• Sin embargo, se pueden encontrar algunas características comunes que permiten su clasificación y análisis, las cuales son de gran utilidad para el diseñador, que no debe perder de vista que elfuego puede «construir» verdaderos hornos de alta temperatura que destruyan la capacidad soportante de la estructura.

• Existen Tres factores son importantes para su desarrollo:1. Materiales combustibles: mobiliario, revestimientos, equipo electrónico conectado a instalaciones eléctricas sobrecargadas o materiales inflamables descuidadamente almacenados2. La ventilación: Dependiendo de la cantidad de aire disponible, determina la viveza del fuego y una lenta o rápida combustión.

• El comportamiento de la ventilación es fundamental para el escalamiento de la temperatura. La cantidad de aire de que pueda disponer un incendio es determinante en su comportamiento, pero el grado que alcance la temperatura dependerá de la rapidez con que pueda disiparse el calor. En

otras palabras, una combustión lenta, pero donde el calor no logre disiparse, creará condiciones catastróficas. En primer lugar, los componentes metálicos de la estructura perderán su capacidad soportante.• La disipación del calor: Este es el factor más peligroso; si el calorno se disipa rápidamente por  una adecuada ventilación, la temperatura puede dañar la estructura y ocasionar derrumbes.

• Como segundo punto, y no menos importante, crea condiciones para que se desarrollen fenómenos flamígeros muy peligrosos para el personal que combate el incendio, pues el estado natural de la materia se habrá roto al entrar en ignición, y si de pronto se recibe una provisión de aire, tendremos una ignición de rápido desarrollo con posibles resultados explosivos.

• Un cuadro menos maligno se presentará en un incendio vivo dond el calor se disipe rápidamente, como en un fuego abierto, que concluirá en cuanto acabe su provisión de combustible. Existiránmás probabilidades de salvar la estructura con un menor daño, y el personal de bomberos correrá menos peligro.

• Finalmente, el desarrollo del incendio dependerá del diseño de la estructura, su grado ventilación y, con ello, su capacidad de disipación térmica, lo inflamable de los contenidos y el material construcción.

• ACEROEl acero es un buen conductor del calor, recordemos una de las formas clásicas de latransmisión del calor “conducción”, debido a que el hierro (elemento mayoritario en lacomposición del acero) como metal posee electrones libres, lo que puede propagar el calorfácilmente a través de elementos construidos con este material (vigas, columnas, paneles,etc.) originando a continuación nuevos focos térmicos que expanden el área de calor a unanueva combustión.Aún cuando el acero funde entre 1.300 º C y 1.400º C, mucho antes de llegar a este punto,pierde su resistencia, reduciéndose a la mitad al llegar a los 500 º C, el calor lo dilata congran facilidad, llegando una viga de 20 m a alcanzar los 21 m a esta temperatura, el aceroestructural pierde dos tercios de su resistencia inicial y en proporción al aumento y direcciónde la carga a la cual es sujetada, comenzando por pandear y ceder, con el consiguientearrastre del resto de los elementos portantes de la construcción.

• En general, todos los metales bajo la acción del calor presentan un riesgo máximo a la distorsión y colapso.

• Cuando formando parte de un armazón estructural una viga de acero cede, se producirá simplemente un desplome local que dentro de la importancia de oponerse o resistir al incendio enconjunto, requiere dotar a estos elementos estructurales de una protección acorde a su naturaleza o condiciones de funcionamiento.

•Este comportamiento del acero en estructuras, no presupone la presencia dealtas temperaturas o condiciones anormales; sin embargo son suficientes incendios de pequeños amoderados, para que se produzca la deformación del material.

PROTECCIÓN PASIVA CONTRA EL FUEGO1. Legislación Vigente en ChileEn la elaboración de cualquier proyecto de construcción en estructura de acero, el profesional responsable debe considerar el destino del edificio, la superficie edificada, el número de pisos, el número de ocupantes y las restricciones de masividad de los elementos estructurales a usar, espesores de los materiales de protección contra el fuego asociados a ella, en relación al tiempo de protección requerido y a la temperatura crítica de falla por fluencia del acero no protegido(550 ºC).La legislación vigente en Chile, considera sólo la protección de las estructuras contra fuegos de carácter celulósico según la curva estándar UL 263 (Norma internacional Fire Tests of

 4.Legislación Internacional:En Europa y EUA existe abundante información y legislación conrespecto a:– Fuego celulósico y fuegos generados por Hidrocarburos.– Sellos de Pasadas– Aisladores Sísmicos.

• Concepto de MASIVIDAD: relación entre el perímetro expuesto al fuego y el área seccional de un elemento:OBS: Las listas de masividades asociadas a cada tipo de perfil aparecen en la NCh935-1 Of97• Ejemplos

OBS: A mayor valor, se requiere mayor protección

• HORMIGONPor su parte el hormigón estructural armado, pretensado y postensado, tiene por lo general una buena resistencia, ésta se define por el periodo de tiempo en que su comportamiento ante las temperaturas que se observan en el espectro de un incendio.Dadas las características de su composición, el hormigón estructural no sufre generalmente colapsos ante un incendio; aunque es factible experimentar desvíos de posición tanto en la carga como en el suelo. La mayor parte de las estructuras suelen ser, después de haber sufrido la acción del fuego, lo suficientemente seguras como para restablecer sus funciones normales.En relación a la tracción y la flexión, las resistencias del hormigón ante el fuego, son las más afectadas. En cambio, esta acción es mucho menor en la resistencia a la compresión, estableciendo en términos generales una reducción en la resistencia de un 80 % a unos 800º C.Ante un incendio, incluso aquellos materiales considerados tradicionalmente como incombustibles (hormigón) no son lo suficientemente seguros contra el fuego. Si consideramos que en un incendio sealcanzan fácilmente 600º C a los 10 minutos de su inicio, y los 1.200º C a los 20 minutos, se comprende que incluso el hormigón no es absolutamente seguro.

• Hay que considerar que a los 1000º C la grava se disgrega y el cemento se deshidrata. Si se mantiene una temperatura de entre 1.000º C a 1.200º C durante un tiempo aproximado de tres horas, los efectos del fuego sobre el hormigón son, con toda seguridad nefastos. Los elementos de hormigón se disgregan a una velocidad de unos cuatro (4) cm por hora y las armaduras aestas temperaturas, dejan de cumplir su función.

El hormigón, aunque lentamente, puede corroerse, hasta su total destrucción, incluyendo su armadura. Todo elemento de construcción de superficie porosa,absorbe muy fácilmente los gases de la combustión,éstos en un incendio son gases ácidos, los cuales por el efecto de la reacción química se neutralizan con los compuestos cálcicos contenidos en el hormigón estructuralformándose cloruro de calcio, sustancia higroscópica que, combinada en el interior de la masa, con el vapor de agua de extinción contenido en el aire confinado por la estructura del recinto, es absorbido igualmente por el hormigón en sus iones calcio y cloro.De esta forma la corrosión del hormigón se produce de manera muy lenta tras el incendio continuando la migración o penetración alrededor de 0,25 a 2 cm2 por día, si las condiciones del medio le son favorables y propias; en este caso es mucho más importante la corrosión del acero que la del hormigón, cuandolas circunstancias no le son favorables. Los porcentajes de cloro susceptibles de dañar al hormigón armado, son aproximadamente de 0,6% de cloruro,para el hormigón armado normal y aproximadamente de 0,01% para el pretensado.

• Qué es el Hormigon pretensado?Se denomina hormigón pretensado a un hormigón al cual, antes de la puesta en servicio, se le introducen refuerzos de compresión mediante cables o alambres de acero previamente tensados.Generalmente el presfuerzo se induce por medio de torones de acero de alta resistencia, los cuales se tensan y a continuación se anclan. Los torones deben ser capaces de precomprimir elhormigón en base a la adherencia de los mismos con el hormigóncomo ocurre en el hormigón pretensado. También se pueden dejarintencionadamente conductos con un perfil predeterminado dentro del elemento para luego pasar cables de acero por los mismos, y posteriormente aplicarles la fuerza de presfuerzo mediante gatos hidráulicos. Por último se deben anclar los torones en losextremos. Este procedimiento se conoce como hormigón postensado. Normalmente al aplicar esta técnica, se emplea hormigón y acero de altas resistencias para resistir los enormesesfuerzos inducidos.

Cómo se comporta el hormigón ante el fuego?• Resistencia a la compresión, permanece casi constante hasta llegar a la temperaturacritica.• El modulo de elasticidad disminuye• La densidad disminuye100%TSand Light - Weigth TC 650 °CCarbonato TC 660 °CSilicio TC 430 °C

CONSECUENCIAS DEL FUEGO• “Spalling” es la perdida de tensión superficial del concreto comoconsecuencia de los esfuerzos mecánicos inducidos por los gradientede temperatura.• “Spalling” ocurre solo en presencia de fuertes gradientes detemperatura.( durante calentamiento o enfriamiento).• “Spalling” es el resultado de una gran cantidad de procesosimultáneos. NFPA 921 establece algunas de las causas probables.1.- Humedad presente en hormigón fresc2.- Expansión diferencial entre el hormigón y los refuerzos de acero.3.- Expansión diferencial entre el hormigón y los refuerzos y los diferentesagregados.

• MADERALos vegetales y especialmente los leñosos, están compuestos además de por agua, por dos tipos de sustancias, que son la celulosa y la lignina. El porcentaje de ambos compuestos oscila alrededor del 90%, quedando el resto para sustancias minerales, grasas, ceras, etc, por lo que se refiere a sólidos. Ante un incendio, la madera, como elemento estructural posee la peculiaridadde absorber gases y vapores, sin experimentar daños aparentes, si bien transcurrido un tiempo, la madera puede desprender progresivamente los ácidos absorbidos, “Clorhídrico, cianhídrico” etc.El riesgo específico, lo constituye que la madera transmite el riesgo de corrosión a los materiales circundantes a ella. En incendios en los que se halla presente PVC, se da esta circunstancia por la exposición de la madera a sus vapores. En ocasiones las pérdidas son bastante largas en el tiempo, lo que ha supuesto muchas veces desconciertos por estos efectos aparecidos de forma

más o menos dependiendo de la especie y contenido de humedad. La carbonización o crecimiento en profundidad de la capa de carbón, se lleva a cabo a una tasa de 0,8 mm/minutos durante los 8 minutos siguientes. Después de esto, la capa de carbón tiene un efecto aislante, y la tasadecrece a 0,6 mm/min. Considerando el tiempo para la ignición inicial, la carbonización rápida inicial, y luego el retraso a una tasa constante, la tasa de carbonización promedio constante, es de alrededor de 0.6 mm/min (o 1.5 m/h).

• Hay diferencias entre especies asociadas con su densidad,anatomía, composición química ypermeablidad. El contenido de humedad es un factor de importancia que afecta la tasa decarbonización. La densidad relaciona la masa necesaria para ser degradada y lascaracterísticas anatómicas. La carbonización en dirección longitudinal al grano es el dobleque en la dirección transversal, y los componentes químicos pueden afectar el espesor relativode la capa de carbón. La permeabilidad afecta el movimiento de la humedad conducida a través de las fibras de la madera bajo la capa de carbón.

Comportamiento de la madera frente al fuego

• Describe la capacidad que posee un material para resistir el fuegodentro de ciertos límites de temperatura. Los materialesutilizados en edificios públicos, viviendas y otros deben sersometidos a ensayos de Laboratorio para ser clasificados deacuerdo a 2 criterios:

· Reacción al Fuego

· Resistencia al Fuego

FLASHHOVERCombustión Súbita Generalizada,es la transición de un incendio, de sufase de desarrollo a la fase de incendiototalmente desarrollado, en la cual lliberación de energía termica es lamáxima posible, en función delcombustible que se ve implicado enel mismo.

Estos criterios conforman la protección pasiva de incendioscuyo objetivo es reducir al mínimo el riesgo de incendio,evitar o limitar la propagación del fuego tanto al resto deledificio como a los vecinos, facilitar la evacuación de laspersonas, que en un momento dado se encuentran en suinterior y facilitar la extinción del incendio Para ello, esnecesario preocuparse de los materiales a emplear, laprovisión de muros cortafuegos, divisiones, puertas contraincendio, cajas de escalera, medios de escape, en general,un criterio de compartimentalización y de resistencia contrael fuego, humo y gases calientes, que siempre seránaltamente tóxicos.

• Reacción al Fuego y Resistencia al Fuego• Durante un incendio, es posible observar dos estados diferentes que deben serconsiderados en el diseño de construcciones con respecto a materiales yestructuras utilizadas. Existe un incendio inicial y luego un fuego completamentedesarrollado

• El primer término, representa la respuesta de los materiales (contenidos) a unataque inicial de fuego e incluye propiedades tales como el tiempo de ignición,propagación de la llama, liberación de calor y humos. Estas propiedades sonrelevantes en el desarrollo inicial del fuego.

• El uso de forros o revestimientos combustibles como madera en edificios estárestringido en orden a limitar la tasa de crecimiento del fuego, pero la contribución de éstos, a menudo es sobrestimada con respecto al contenido de la construcción.

• Sin embargo, son necesarias algunas limitaciones, especialmente en las vías deescape.

• Por otra parte, en un incendio o fuego completamente desarrollado, la acción delas estructuras soportantes y separadoras (tabiques) es fundamental en orden a limitar el fuego a la habitación de origen. Esto es llamado resistencia al fuego de la estructura.

• Otro aspecto que se considera importante en la seguridad estructural contra elfuego lo constituye los detalles constructivos tales como cortafuegos, ventilacionesy separadores de fuego o cortafuegos en las mansardas.

para que pueda ser utilizado como material de construcción estable y seguro, y estopuede ser superado a través de varios mecanismos que buscan retardar su ignición,evitar la propagación de las llamas y mantener su estabilidad estructural. Entre ellos cabe mencionar los siguientes:

• A través de adecuados diseños constructivos y arquitectónicos. La configuración de losdiversos elementos que conforman una vivienda debe ser armoniosa en cuanto a seguridad y estética.

• Utilizando estructuras de dimensiones adecuadas. Como ya vimos, ciertos elementos deuso estructural deben contar con una sobredimensión por concepto de seguridaddependiendo del tiempo que se requiera para las operaciones de salvamento y salvatajedurante un incendio.

• A través del uso de tratamientos ignífugos o retardantes de llama que aumentan latemperatura de ignición de la madera y la producción de llamas que puedan propagarsecon rapidez a otras superficies o artefactos cercanos.

• Aplicando el criterio de Compartimentación, es decir confinando el fuego a un sectorimpidiendo que se propague a otra habitación.

• Uso de cortafuegos, que tal como su nombre lo indica, constituyen elementos queimpiden el paso de aire u oxígeno en ciertas cavidades de la construcción evitando asíque el fuego se propague con mayor rapidez.

La legislación y reglamentación técnica dan especial importancia a la protección pasiva contra la propagación de un incendio, como una acción de prevención, detallando la forma de composición de los componentes para proteger a los materiales estructurales, mediante recubrimientos adecuados y/o tratamientos diversosLos conceptos actualmente en uso son: Compartimentación Planimétrica y Masividad. El primero tiene directa relación con un adecuado diseño y distribución de los recintos, en el que la ubicación de los paramentos (interiores, exteriores y medianeros) permite confinar el fuego en su lugar de origen, consiguiendo de esta manera retardar la propagación del incendio a otros espacios del mismo edificio o a otros inmuebles. Mientras que el segundo expresa, una expresión de la relación entre la superficie externa del elemento, expuesta al fuego y la sección transversal de este mismo elemento, para obtener una mayor resistencia térmica y evitar un colapso prematuro de ellos: por lo tanto,se exige una Masividad máxima, igual o menor a 390m-1 de acuerdo a la NCh935/1.Of. 97.

Normativa de Protección contra fuego para construcciones

• La lucha contra el incendio, tanto en sus facetas de prevención como de protección, (prevención son las medidas adoptadas para que no se produzca un incendio), se puede llevar a cabo desde dos formas:– LA PROTECCION ACTIVAincluye aquellas actuaciones que implican una acción directa, en la utilización de instalaciones y medios para la protección y lucha contra los incendios. Porejemplo: La evacuación, la utilización de extintores, sistemas fijos, etc.– LA PROTECCION PASIVA O ESTRUCTURAL incluye aquellos métodos que deben su eficacia a estar permanentemente presentes, pero sin implicar ninguna acción directa sobre elfuego. Estos elementos pasivos no actúan directamente sobre el fuego, pero pueden compartimentar su desarrollo (muro),impedir la caída del edificio (recubrimiento de estructurametálicas) o permitir la evacuación o extinción por eliminación dehumos que las harían imposibles.• La protección estructural es la faceta quizás más importante en la lucha contra el fuego, si bien es también la más olvidada por las dificultades de aplicación que conlleva y porlos condicionantes que introduce en el diseño.

CHOQUEEn elementos sometidos a efectos exteriores instantáneos o variaciones bruscas de las cargas, las que pueden aparecer circunstancialmente, su falla se produce generalmente, al no aceptar deformaciones plásticas o por fragilidad, aun en aquellos metales considerados como dúctiles. En estos casos es conveniente analizar el comportamiento del material en experiencias de choque o impacto. El ensayo de tracción estático nos da valores correctos  de la ductilidad de un metal, no resulta preciso para determinar su grado de tenacidad o fragilidad, en condiciones variables de trabajo.

FATIGAEn el estudio de los materiales en servicio, como componentes de órganos de máquinas o estructuras, debe tenerse en cuenta que las solicitaciones predominantes a que generalmente están sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas, muy por lo contrario en la mayoría de los casos se encuentran afectados a cambios de tensiones, ya sean de tracción, compresión, flexión o torsión, que se repiten sistemáticamente y que producen la rotura del material para valores de la misma considerablemente menores que las calculadas en ensayos estáticos. Este tipo de rotura que necesariamente se produce en el tiempo, se denomina de fatiga aunque es común identificarla como roturas por tensiones repetidas, tensiones que pueden actuar individualmente o combinadas.

CLASIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS DE FATIGA En general los ensayos de fatiga se clasifican por el espectro de carga- tiempo, pudiendo presentarse como: - Ensayos de fatiga de amplitud constante. - Ensayos de fatiga de amplitud variable. Ensayos de fatiga de amplitud constante. Los ensayos de amplitud constante evalúan el comportamiento a la fatiga mediante ciclos predeterminados de carga o deformación, generalmente senoidales o triangulares, de amplitud y frecuencia constantes. Son de ampliación en ensayos de bajo como de alto número de ciclos, ponderan la capacidad de supervivencia o vida a la fatiga por el número de ciclos hasta la rotura (inicio y propagación de la falla) y la resistencia a la fatiga por la amplitud de la tensión para un número de ciclos de rotura predeterminado. Es usual denominar como resistencia a la fatiga a la máxima tensión bajo la cual el material no rompe o aquella que corresponde a un número preestablecido de ciclos según los metales o aleaciones. A este respecto la norma ASTM E define como limite de fatiga a la tensión que corresponde a un número muy elevado de ciclos.

Ensayo de fatiga de amplitud variable. En fatiga, cuando la amplitud del ciclo es variable, se evalúa el efecto del daño acumulado debido a la variación de la amplitud del esfuerzo en el tiempo. Son ensayos de alto número de ciclos con control de carga, que según el espectro de carga elegido serán más o menos representativos de las condiciones de servicio.

FATIGA DE ALTO NUMERO DE CICLOS.Los espectros carga - tiempo de los ensayos de amplitud constante surgen de semejar el ciclo de carga a funciones continuas simples, normalmente senoidales. En general cualquiera que resulte el ciclo del esfuerzo aplicado podrá considerárselo como resultante de uno constante o estático, igual al valor medio de la carga (m), y de otro variable de amplitud constante (a) senoidal puro.

DUREZA Por medio de este método obtenemos características mecánicas importantes en forma rápida y no destructiva y permiten realizar en piezas ya elaboradas. Definición :"La mayor o menor resistencia que un cuerpo opone a ser rayado o penetrado por otro" o "la mayor o menor dureza de un cuerpo respecto a otro tomado como elemento de comparación".

MÉTODO DE DUREZA*Ensayo estático de penetración*Ensayo de rebote.*Ensayo de rayado.*Ensayo de abrasión y erosión.

 ENSAYO DE PENETRACIÓN: Define la dureza como la resistencia a la penetración o resistencia a la deformación plástica que opone un material a ser presionado por un penetrador determinado y bajo la acción de cargas preestablecidas.

DUREZA ROCKWELLSe calcula la dureza en base a la profundidad de penetración y la carga total no se aplica en forma continua. Hay una carga inicial y otra adicional (varia según las condiciones de ensayo). El valor se obtiene en directa del dial del indicador. La dureza esta dada por el incremento de penetración debido a la acción de la carga adicional y una vez suprimida ésta

DUREZA VICKERSEs semejante a la de Brinell o sea su valor depende de la carga aplicada y de la superficie de la impronta o huella. Las cargas varían de 1 a 120 kgf y el penetrador es una punta de diamante con forma piramidal.

TRACCIÓNUn cuerpo se encuentra sometido a tracción simple cuando sobre sus secciones transversales se le aplican cargas normales uniformemente repartidas y de modo de tender a producir su alargamiento.Por las condiciones de ensayo, el de tracción estática es el que mejor determina las propiedades mecánicas de los metales, o sea aquella que definen sus características de resistencia y deformabilidad. Permite obtener, bajo un estado simple de tensión, el límite de elasticidad o el que lo reemplace prácticamente, la carga máxima y la consiguiente resistencia estática, en base a cuyos valores se fijan los de las tensiones admisibles o de proyecto (adm.)y mediante el empleo de medios empíricos se puede conocer, el comportamiento del material sometidos a otro tipo de solicitaciones (fatiga, dureza, etc.).

PROPIEDADES DE LOS MATERIALESLas propiedades de los metales son las características individuales de cada uno de ellos. Ellas definen las capacidades y futuras utilizaciones, ya que nos dicen en otras palabras para qué sirven.

Propiedades físicas.Las propiedades físicas más comunes son 

Color.Densidad. :Es la masa de un cuerpo por unidad de volumen.

Peso específico.:Se relaciona directamente con la densidad. Un material denso tiene alto peso específico.

Punto de fusión.:Temperatura en la cual un material sometido a una presión determinada se transforma en líquido

Punto de ebullición.:Temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (P.E.), la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición.

El punto de ebullición es directamente proporcional a la presión Los puntos de ebullición correspondientes a los distintos elementos y compuestos que se citan, se refieren a la presión atmosférica normal, a no ser que se especifique otra distinta.

Propiedades mecánicas.Las propiedades mecánicas están relacionadas con la forma en que reaccionan los metales al actuar fuerzas sobre ellos. El ensayo es la mejor manera de determinar las propiedades mecánicas de un material.La información obtenida, después de haber realizado el ensayo correspondiente, nos ayudará a elegir el material más adecuado para una utilidad determinada.Las propiedades mecánicas más importantes son las siguientes:

Elasticidad:Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma una vez que ha desaparecido la fuerza que los deformaba

Plasticidad:Habilidad de un material para conservar su nueva forma una vez deformado. Es opuesta a la elasticidad.

Ductilidad:Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos (por ejemplo, cobre, oro, aluminio, etc.)

Maleabilidad:Aptitud de un material para extenderse en láminas sin romperse (por ejemplo aluminio, oro, etc.)

Dureza:Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro o lo que es igual la resistencia al desgaste.

Resilencia:Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.

Fragilidad:Es opuesta a la resilencia. El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él.

Tenacidad:Resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.

Fatiga:Deformación (que puede llegar a rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a la de rotura, cuando actúan un cierto tiempo o un número de veces determinado.

Maquinabilidad:Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.

Acritud:Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metales como consecuencia de la deformación en frío.

Colabilidad:Aptitud que tiene un material fundido para llenar un molde.

Tracción:Es la capacidad de un material de ser alargado. Si estiramos un alambre de 1 mm² por ambos lados, llega un momento en que se rompe. La fuerza necesaria para romper el alambre de esa sección se denomina resistencia a la tracción.

Compresión:Es la capacidad de un material de ser comprimido.

Coeficiente de Dilatación Lineal:La capacidad de los materiales de dilatarse o contraerse en un porcentaje lineal de acuerdo al material o la aleación, dependiendo de la temperatura a la cuál esté sujeto.

Cizalle:Es la condición de un material de ser fracturado

Torsión:Es la fuerza ejercida en un material provocando un momento en uno de sus extremos y empotrada en el otro.

Pandeo:Es el esfuerzo ejercido en una columna en su zona superior, estando empotrada en la base, provocando una  torsión y alabeándose por el medio.

Resistencia:Es la fuerza de cohesión de las más pequeñas partículas (moléculas) ofrecida contra una solicitación mecánica.

Propiedades químicasUna de las más importantes es la relativa a la corrosión y oxidación de los materiales (especialmente los metales). Así tenemos que el acero y sus aleaciones se oxidan con bastante facilidad en contacto con la humedad, mientras que el aluminio crea una capa de protección de óxido que la autoprotege y no deja avanzar más la oxidación.De hecho lo que se suele hacer es pintar los materiales, con el objeto de evitar la oxidación y mejorar su presentación.La elección de un material se debe hacer cuidadosamente, dependiendo de la aplicación para la que se destine. Así será diferente una cuchara que se utilice para remover un ácido que la empleada en la alimentación, ya que se producen reacciones químicas que pueden deteriorarla.

Propiedades eléctricasConductividad eléctrica:Es la facilidad que tienen algunos metales para conducir la corriente eléctrica.Existen también otras propiedades que tienen importancia y que debemos conocer:

Propiedades térmicas.Esta propiedad describe como reacciona un material frente al calor. La mayoría de los metales son muy buenos conductores de calor. Por ejemplo los radiadores se hacen de un metal que conduzca bien el calor. Por otro lado, la fibra de vidrio o poliuretano se usan en la construcción para aislamientos térmicos de paredes y techos

Propiedades magnéticas.La mayoría de los metales ferrosos (hierro y sus aleaciones) son atraídos por campos electromagnéticos, sin embargo, hay otros, tales como el cobre o el aluminio, que no lo son.Los superconductores (fabricados con materiales especiales y enfriados en nitrógeno líquido) producen grandes campos magnéticos y reciben este nombre porque no ofrecen resistencia al paso de la corriente eléctrica.