Analisis
- 1. MADERA MULTILAMINADA INTRODUCCION La madera laminada es un producto industrial que se ha utilizado en el mundo desde hace muchos años, pero en las ultimas 4 décadas su utilización ha incrementado notoriamente. Este producto tiene una alta aplicación en la vida cotidiana de las sociedades desarrolladas, desde la construcción de edificaciones hasta reemplazar productos altamente posicionados en el mercado, por lo que ha adquirido un alto valor industrial y social estético. DEFINICIÓN La Madera Laminada es un material versátil, que se forma con piezas de madera, unidas con adhesivo, por sus extremos y caras, de manera tal que las fibras queden paralelas al eje del elemento. De esta forma se pueden obtener elementos, que no están limitados en cuanto a su sección transversal, longitud o forma. Por razones de secado y economía, fundamentalmente, se ha llegado a la conclusión de que el espesor de las láminas no debe ser inferior a 19mm ni sobrepasar los 50mm. Si las láminas son paralelas al plano de flexión del elemento, se dice que la laminación es "horizontal" y cuando estas son normales al plano neutro de flexión se dice que la laminación es "vertical". DESARROLLO HISTÓRICO El arquitecto Francés Philibert Delorme quien construyó el Palacio de las Tullerias en el siglo XVI, tuvo por primera vez la idea de utilizar madera laminada para dar acabados curvos. Posteriormente, durante la primera guerra mundial, se mejoró la tecnología de los adhesivos, entre ellos la resina y se incrementó la fabricación de laminados de madera en la industria de la aviación y la madera estructural para la construcción. Durante la segunda guerra mundial, se desarrollaron adhesivos sintéticos, los cuales permitieron dar un nuevo impulso a la madera laminada y su aplicación se extendió a la fabricación de puentes y construcciones marinas, en donde las condiciones de uso exigen alto grado de resistencia a condiciones ambientales muy difíciles. Pero actualmente, se lamina madera para uso estructural, especialmente para grandes construcciones. Iglesias, gimnasios, hangares, fábricas, bodegas, coliseos cubiertos, puentes, edificios, son entre otras, las obras más comunes. Los elementos laminados estructurales se diseñan para cubrir grandes luces y soportar grandes cargas, por eso su forma puede ser curva o rectilínea y su sección transversal usualmente tiene forma rectangular. Madera laminada es un producto de uso estructural y estético, fabricado
- 2. bajo condiciones técnicamente controladas, con piezas de madera de diferentes largos y secciones transversales iguales, encoladas entre sí y altamente resistentes a las condiciones climáticas adversas. Su composición se logra mediante la unión de láminas delgadas, que pueden ser curvadas previamente, permitiendo así la construcción de estructuras complejas de gran belleza y de excelentes características estructurales. Los ensambles longitudinales se hacen por el sistema de finger joint. Definidas las características de las vigas, tanto en su forma como en lo largo, ancho y espesor se procede a preparar las láminas a ensamblar. Las superficies, tanto de los cantos como de las caras de las tablas, deben ser lisas y uniformes para permitir una buena adherencia entre ellas. Al mismo tiempo, se prepara el pegamento o adhesivo según las recomendaciones del fabricante y el tipo de uso de la estructura, es decir, bajo techo o a la intemperie. Los adhesivos más utilizados para condiciones bajo Techo son aquellos con base en urea formaldehido. Sin embargo, la cola más utilizada es el Resorcino Fenol − Formaldehido para Uso estructural Incluye una mano de Sellador de Madera, porque es neutra a agentes químicos, resistentes al fuego e insensibles a la humedad después del encolado. Exige madera con un contenido de humedad inferior al 15 por ciento y superficies muy uniformes. La aplicación de la cola, aunque antes se hacía manualmente, se aconseja hacerla por medios mecánicos para asegurar una distribución uniforme y homogénea sobre cantos y caras de cada lámina. El prensado se hace con prensas manuales, hidráulicas o neumáticas. Para favorecer el fraguado de la cola, la formación y prensado de la viga se hace en cuartos climatizados entre 20 y 40 grados centígrados. La duración del prensado depende del tipo de pegamento utilizado, de las dimensiones de la viga y la temperatura y humedad del medio ambiente. Se debe procurar un prensado uniforme y una presión constante durante el tiempo de fraguado de la cola. MAQUINA PRENSADORA MECANICA El acabado de la viga consiste en un pulido de las superficies para retirar los residuos de la cola y dar uniformidad. En muchos casos se aplican óleo solubles, los cuales tienen además, un efecto de impermeabilización. Finalmente se aplican productos de acabado como barnices y lacas. LAS VENTAJAS DE LA MADERA LAMINADA
- 3. La madera laminada ha permitido ampliar la gama de usos de la madera en donde se resaltan sus cualidades estéticas, físico − mecánicas y de durabilidad. Por otra parte, ha permitido la producción de elementos estructurales de forma, tamaño, funcionalidad y creatividad no logrados con la simple madera maciza, e incluso, con materiales tradicionales. CARACTERÍSTICAS : Las construcciones de madera laminada, dadas sus características naturales y diseños adecuados, ofrecen grande ventajas con respecto al acero u hormigón, tales como: LIVIANDAD Su modelado peso permite edificar estructuras de reducida inercia, importantísisima ventaja en países de naturaleza sísmica. FLEXIBILIDAD Permite diseñar elementos de diversas formas y cubre grandes luces sin apoyos intermedios. AISLAMIENTO TÉRMICO Su conductividad o transferencia térmica es muy inferior a la de otros materiales, otorgando excelentes condiciones aislantes. RESISTENCIA QUÍMICA No reacciona con agentes oxidantes, generando gran resistencia en ambientes ácidos ó alcalinos. RESISTENCIA AL FUEGO En caso de eventual incendio, la Madera Laminada se comporta sorprendentemente bien, resistiendo a la acción del fuego. BELLEZA El carácter noble y cálido de la madera, resalta considerablemente en las estructuras de Madera Laminada. DESVENTAJAS DE MADERA LAMINADA Muy a menudo son muy pesadas respecto al uso que se les da Son más costosas, especialmente en vigas rectas; en vigas curvas no hay comparación. El factor económico comprende tres rubros: adhesivos, mano de obra y madera. Lo más caro es el adhesivo, sobre todo cuando es para vigas exterior; luego la mano de obra y por último la madera. El factor depérdida es bastante elevado tanto de adhesivo como madera 33% a 50% No siempre se puede producir en obra, lo cual implica costo adicional n por transporte Elementos de gran longitud y gran curvatura son muy difíciles de manipular, lo que incide en el costo final del elemento de madera laminada.
- 4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE BLEROS MULTILAMINADOS Recepción, almacenamiento y manejo de trozos Macerado Debobinado Secado Parchado Armado y encolado Prensado Retape Escuadrado Lijado Empaquetado Dimensionado FABRICACIÓN La madera laminada es fabricada con Pino Radiata, calidad estructural G−2 o superior, especificada en Nch 1198. Seca en cámara, con un contenido de humedad inferior al 15%. Las láminas utilizadas en el proceso de fabricación, se clasifican en elementos A y B, según Nch 2150 y se compaginan de acuerdo a la determinación del cálculo estructural. Actualmente, este producto, se fabrica en forma artesanal con los métodos que dos expertos FAO introdujeron en 1964, usando Pino radiata. El proyecto pretende investigar y desarrollar las siguientes alternativas: Extender la laminación a una especie autóctona lo cual permitirá obtener mayores resistencias que las entregadas por el Pino radiata. Mejorar el método de dimensionamiento estructural (cálculo) aplicando, a las maderas elegidas, el procedimiento que se usa actualmente en la comunidad europea con lo que se espera acercar la estimación teórica de la resistencia a la realidad experimental, lo cual actualmente no sucede con el Pino radiata. Identificar métodos y maquinarias modernas que permitan incrementar la actual producción promedio en las Industrias Asociadas (4 M3/ turno de 8 horas ), y además disminuir costos. Proceder con la transferencia tecnológica de los objetivos alcanzados, a las Industrias Asociadas incluidas en el presente proyecto, realizando un seguimiento, hasta comprobar que cada Industria haya adoptado la modernización transferida.
- 5. ESPECIES USADAS Las especies madereras más usadas, son las coníferas, debido a la abundancia de éstas en todos los países desarrollados del mundo. En Chile, la más empleada es el Pino radiata, debido a que es la especie más abundante, de rápido crecimiento y bajo costo. Además, sus propiedades la señalan como la especie más apta para la fabricación de madera laminada encolada. Las principales características son: su abundancia, su posibilidad de usarla como material estructural, su apariencia estética, facilidad para encolarla, su bajo peso, facilidad de secado, trabajabilidad y permeabilidad, entre otras. APLICACIONES DE LA MADERA LAMINADA ARCOS: La gran ventaja que ofrece el encolado para este tipo de estructuras, estas no tienen competencia en cuanto esbeltez, belleza y luz. Estos se hacen en arcos biarticulados 3 o 4 partes, estas partes se han mediante conectores metálicos los más usados son los conectores Simpson. En Estados Unidos se han construido edificios con arcos de madera laminada más de 100 metros de luz. MARCOS: Los más frecuentes son los marcos triangulares, constituido una aplicación de la madera laminada muy atractiva, desde el punto de vista arquitectónico. Este tipo es más usado en la construcción de iglesias. También llamado marco tudor VIGAS: La viga recta de sección constante de madera laminada es la más barata de producir. Con vigas de sección constante es posible llegar hasta más de 30m de luz. Mayor especificación de las vigas: Es un elemento estructural compuesto de piezas de menores dimensiones encoladas en capas sucesivas, de tal forma que las fibras de todos los elementos sean paralelas entre sí.
- 6. El espesor de los elementos puede variar entre 15 y 40 mm., no existiendo restricciones con respecto al largo de los mismos, ya que al formar la viga, éstos son conectados longitudinalmente mediante uniones ''Finger-Joint''. Una pieza estructural laminada debe fabricarse a partir de una misma especie. Las especies más utilizadas son las coníferas y las latifoliadas. Ventajas del uso de vigas de madera compensada El encolado permite el uso de tablas cortas, angostas y saneadas, para dar forma a piezas estructurales de cualquier espesor, ancho y forma. No existen límites en cuanto a las dimensiones de las vigas. Es posible diseñar elementos estructurales prácticos y estéticos al mismo tiempo, dado que, además de satisfacer los esfuerzos requeridos, pueden lograrse formas armoniosas y atractivas. Son diseñadas de tal manera que ofrecen determinada resistencia al fuego, ya que el avance de la combustión es gradual (6 mm/min), característica que no poseen otros materiales comúnmente usados. La relación resulta baja si se la compara con la de otros materiales utilizados en estructuras. Esto disminuye los costos de colocación y aumenta la eficacia del producto. Son más homogéneas que las vigas de madera maciza porque es posible seleccionar la calidad de los elementos que la compondrán. El espesor de los elementos que componen la viga (menor a 40 mm.) permite el secado de la madera hasta el contenido de humedad apropiado para el posterior uso de la viga, lográndose además, una distribución homogénea de humedad en la misma. Es posible fabricar piezas curvas. Por estar constituidas por elementos de secciones pequeñas, son más estables que las vigas de madera maciza que están conformadas solo de una sección grande. Por ser más homogéneas, se considera una tensión admisible mayor que
- 7. en el caso de las vigas de madera maciza (hasta un 20 % más), lo cual disminuye las secciones a utilizar. NECESIDAD DE CLASIFICAR LA MADERA En general, en una estructura de madera, los elementos y/o las piezas que lo conforman deben ser clasificados, a fin de verificar que sus propiedades resistentes sean las adecuadas para resistir la carga de diseño en las condiciones de servicio que se presumen de acuerdo al grado estructural deseado. La Norma europea entrega las especificaciones mínimas que permiten la confección de piezas o vigas con la resistencia deseada, luego ellas deben ser clasificadas antes de proceder a la fabricación de la Madera Laminada. Esta clasificación debe hacerse a cada una de las piezas que se destinen a dicha fabricación. METAL Elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad y son sólidos en temperatura ambiente (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución. La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. En ausencia de una estructura electrónica conocida, se usa el término para describir el comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de presión y temperatura, la conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura, en contraste con los semiconductores. Forja metálica en la marquesina del actual Ayuntamiento de Madrid, antiguo Palacio de Comunicaciones.
- 8. El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen. En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio. Historia Herramientas de cobre datadas hacia 3000 a.C. Antiguo Egipto. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la prehistoria. Al principio, sólo se usaron los que se encontraban fácilmente en estado puro (en forma de elementos nativos), pero paulatinamente se fue desarrollando la tecnología necesaria para obtener nuevos metales a partir de sus menas, calentándolos en un horno mediante carbón de madera. El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, fruto de la utilización de mineral de cobre con incursiones de estaño, entre 3500 a. C. y 2000 a. C., en diferentes regiones del planeta, surgiendo la denominada Edad del Bronce, que sucede a la Edad de Piedra. Otro hecho importante en la historia fue la utilización del hierro, hacia 1400 a. C. Los hititas fueron uno de los primeros pueblos en utilizarlo para elaborar armas, tales como espadas, y las civilizaciones que todavía estaban en la Edad del Bronce, como los egipcios o los aqueos, pagaron caro su atraso tecnológico.
- 9. No obstante, en la antigüedad no se sabía alcanzar la temperatura necesaria para fundir el hierro, por lo que se obtenía un metal impuro que había de ser moldeado a martillazos. Hacia el año 1400 d. C. se empezaron a utilizar los hornos provistos de fuelle, que permiten alcanzar la temperatura de fusión del hierro, unos 1.535 °C. Henry Bessemer descubrió un modo de producir acero en grandes cantidades con un coste razonable. Tras numerosos intentos fallidos, dio con un nuevo diseño de horno (el convertidor Thomas-Bessemer) y, a partir de entonces, mejoró la construcción de estructuras en edificios y puentes, pasando el hierro a un segundo plano. Poco después se utilizó el aluminio y el magnesio, que permitieron desarrollar aleaciones mucho más ligeras y resistentes, muy utilizadas en aviación, transporte terrestre y herramientas portátiles. El titanio, es el último de los metales abundantes y estables con los que se está trabajando y se espera que, en poco tiempo, el uso de la tecnología del titanio se generalice. Los elementos metálicos, así como el resto de elementos, se encuentran ordenados en un sistema denominado tabla periódica. La mayoría de los elementos de esta tabla son metales. Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una «nube» que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las propiedades de conducción eléctrica, brillo, etc. Hay todo tipo de metales: metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no ferrosos, etc. y el mercado de metales es muy importante en la economía mundial. Propiedades La gran resistencia del metal junto a la facilidad de su trabajo lo hace un material excelente para cualquier construcción, en la imagen el Puente de La Vicaria construido en acero corten.
- 10. Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policromismo. Otras propiedades serían: Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión. Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción. Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.) Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse. Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad). La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo cual le da su peculiar brillo. Teoría del gas electrónico Los metales tienen ciertas propiedades físicas características: a excepción del mercurio son sólidos en condiciones ambientales normales, suelen ser opacos y brillantes, tener alta densidad, ser dúctiles y maleables, tener un punto de fusión alto, ser duros, y ser buenos conductores del calor y la electricidad. Estas propiedades se deben al hecho de que los electrones exteriores están ligados sólo «ligeramente» a los átomos, formando una especie de gas (también llamado «gas electrónico», «nube electrónica» o «mar de electrones»), que se conoce como enlace metálico. Drude y Lorentz, propusieron este modelo hacia 1900.1 Mediante la teoría del «gas electrónico» podemos explicar por qué los metales son tan buenos conductores del calor y la electricidad, pero es necesario comprender la naturaleza del enlace entre sus átomos. Un primer intento para explicar el enlace metálico consistió en considerar un modelo en el cual los electrones de valencia de cada metal se podían mover libremente en la red cristalina. De esta forma, el retículo metálico se considera constituido por un conjunto de iones positivos (los núcleos rodeados por su capa de electrones) y electrones (los de valencia), en lugar de estar formados por átomos neutros.
- 11. En definitiva, un elemento metálico se considera que está constituido por cationes metálicos distribuidos regularmente e inmersos en un «gas electrónico» de valencia deslocalizados, actuando como un aglutinante electrostático que mantiene unidos a los cationes metálicos. El modelo del «gas electrónico» permite una explicación cualitativa sencilla de la conductividad eléctrica y térmica de los metales. Dado que los electrones son móviles, se pueden trasladar desde el electrodo negativo al positivo cuando el metal se somete al efecto de una diferencia de potencial eléctrico. Los electrones móviles también pueden conducir el calor transportando la energía cinética de una parte a otra del cristal. El carácter dúctil y maleable de los metales está permitido por el hecho de que el enlace deslocalizado se extiende en todas las direcciones; es decir, no está limitado a una orientación determinada, como sucede en el caso de los sólidos de redes covalentes. Cuando un cristal metálico se deforma, no se rompen enlaces localizados; en su lugar, el mar de electrones simplemente se adapta a la nueva distribución de los cationes, siendo la energía de la estructura deformada similar a la original. La energía necesaria para deformar un metal como el litio es relativamente baja, siendo, como es lógico, mucho mayor la que se necesita para deformar un metal de transición, porque este último posee muchos más electrones de valencia que son el aglutinante electrostático de los cationes. Mediante la teoría del «gas electrónico» se pueden justificar de forma satisfactoria muchas propiedades de los metales, pero no es adecuada para explicar otros aspectos, como la descripción detallada de la variación de la conductividad entre los elementos metálicos. Obtención Un fragmento de oro nativo. Algunos metales se encuentran en forma de elementos nativos, como el oro, la plata y el cobre, aunque no es el estado más usual. Muchos metales se encuentran en forma de óxidos. El oxígeno, al estar presente en grandes cantidades en la atmósfera, se combina muy fácilmente con los metales, que son elementos reductores, formando compuestos como la bauxita (Al2O3) y la limonita (Fe2O3).
- 12. Los sulfuros constituyen el tipo de mena metálica más frecuente. En este grupo destacan el sulfuro de cobre (I), Cu2S, el sulfuro de mercurio (II), HgS, el sulfuro de plomo, PbS y el sulfuro de bismuto (III), Bi2S3. Los metales alcalinos, además del berilio y el magnesio, se suelen extraer a partir de los cloruros depositados debido a la evaporación de mares y lagos, aunque también se extrae del agua del mar. El ejemplo más característico es el cloruro sódico o sal común, NaCl. Algunos metales alcalino-térreos, el calcio, el estroncio y el bario, se obtienen a partir de los carbonatos insolubles en los que están insertos. Por último, los lantánidos y actínidos se suelen obtener a partir de los fosfatos, que son unas sales en las que pueden estar incluidos. Usos en la industria Metales que están destinados a un uso especial, son el antimonio, el cadmio o el litio. Los pigmentos amarillos y anaranjados del cadmio son muy buscados por su gran estabilidad, como protección contra la corrosión, para las soldaduras y las aleaciones correspondientes y en la fabricación de baterías de níquel y cadmio, consideradas excelentes por la seguridad de su funcionamiento. También se le utiliza como estabilizador en los materiales plásticos (PVC) y como aleación para mejorar las características mecánicas del alambre de cobre. Su producción se lleva a cabo en el momento de la refinación de zinc, con el que está ligado, se trata de un contaminante peligroso. El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como catalizador de polimerización y como lubricante, así como para la obtención del aluminio mediante electrólisis. También se emplea para soldar, en las pilas y en las baterías para relojes, en medicina (tratamiento para los maníaco-depresivos) y en química. El níquel, a causa de su elevada resistencia a la corrosión, sirve para niquelar los objetos metálicos, con el fin de protegerlos de la oxidación y de darles un brillo inalterable en la intemperie. El denominado "hierro blanco" es, en realidad, una lamina de acero dulce que recibe un baño de cloruro de zinc fundido, y a la que se da después un revestimiento especial de estaño. Dilatación de los metales Los metales son materiales que tienen una elevada dilatación, en parte debido a su conductibilidad. Las dilataciones son perceptibles a veces aún con los cambios de temperatura ambiental. Se miden linealmente y se fija la unidad de longitud para la variación de 1° C de temperatura. Maleabilidad es la propiedad de los metales de poder ser modificados en su forma y aun ser reducidos a
- 13. láminas de poco espesor a temperatura ambiente, por presión continua, martillado o estirado. Produciendo las modificaciones en el metal, se llega a un momento en que el límite de elasticidad es excedido, tornándose el metal duro y quebradizo; es decir, sufre deformaciones cristalinas que lo hacen frágil. La maleabilidad puede ser recuperada mediante el recocido, que consiste en calentar el metal a una alta temperatura luego de laminado o estirado, y dejarlo enfriar lentamente. La maleabilidad se aprecia por la sutileza del laminado. Tomando el oro como base, se suele hacer la siguiente clasificación: 1 Oro. 2 Plata. 3 Cobre. 4 Aluminio. 5 Estaño. 6 Platino. 7 Plomo. 8 Zinc. 9 Hierro. 10 Níquel. Definiciones de términos usados en fundiciones Aleación: Una aleación es la mezcla de dos o más elementos, siendo uno de ellos el metal. Arrabio: Hierro líquido con menos impurezas que el hierro inicial. Escoria: Las impurezas que reaccionan con caliza. Alto horno: Horno para hacer aleaciones y fundiciones, se alcanzan temperaturas muy elevadas. Hay que construirlo con materiales refractarios, es decir muy resistentes al calor. Aleaciones Los metales pueden formar aleaciones entre sí y se clasifican en: Ultraligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 2. Los más comunes de este tipo son el magnesio y el berilio. Ligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 4,5. Los más comunes de este tipo son el aluminio y el titanio. Pesados: Densidad en g/cm³ superior a 4,5. Son la mayoría de los metales. Véase también la clasificación de los metales en la tabla periódica. Fractura en materiales metálicos Fractura dúctil: Suele presentarse en forma transgranular, es decir a través de los granos, en los metales dúctiles y con buena tenacidad. La deformación sucede antes de la fractura final, se puede observar una deformación, la modificación visible que aparenta un cuello, entallamiento o estricción justo en la parte donde se ocasiono la falla. Estas facturas pueden ser ocasionadas por sobrecargas simples o al aplicar un esfuerzo muy grande al material. Si se realiza una prueba de tensión en un ensayo simple el proceso de fractura será con la nucleación, el crecimiento y la coalescencia de microhuecos, formados cuando un gran esfuerzo crea una separación en los límites de granos, conforme el esfuerzo aumenta la separación de los granos crea
- 14. cavidades mas grandes con lo cual el área de contacto con el metal es muy pequeña y no puede soportar la carga provocando finalmente la fractura. Fractura frágil: Sucede en los metales y aleaciones de alta resistencia o pueden presentarse en los de mala ductibilidad y tenacidad, sin importar que los metales tengan dentro de sus propiedades la ductibilidad al exponerlos a bajas temperaturas pueden fallar por fragilidad, así mismo en las secciones gruesas o por imperfecciones. Las fracturas frágiles son observadas con frecuencia cuando es el impacto y no la sobrecarga es lo que causa la falla. El proceso comienza formando una pequeña grieta, imperfección, donde se concentra el esfuerzo. La grieta puede extenderse con una velocidad cercana al sonido, la cual se propaga con más facilidad a lo largo de planos cristalográficos específicos. Chapa Se denomina chapa a una lámina delgada de metal que se utiliza para las construcciones mecánicas tales como carrocerías de automóviles, cisternas de camiones, etc. Las chapas se construyen en varios espesores, generalmente de 1 a 12mm., dependiendo del uso y del tipo de fabricación que tenga. Su mecanizado se realiza en prensas de estampación y de troquelaje mediante punzones y matrices. Las chapas no son solo de metal, sino de cualquier material que sea maleable. Para darles mayor rigidez, a menudo las chapas se pliegan formando grecas, ondas, etc., que aumenta su inercia Tipos de chapas Chapas galvanizadas y Cincalum Chapas prepintadas Chapas negras Chapas perforadas y embutidas Metal desplegado Tipos de caños Caños estructurales cuadrados Caños estructurales rectangulares Caños estructurales redondos ERGONOMÍA FACTORES DE ESTUDIO Para el análisis ergonómico de los puestos de trabajo en oficinas, partiremos del estudio de los siguientes factores:
- 15. Dimensiones del puesto. Postura de trabajo. Exigencias del confort ambiental. En cada grupo de factores, se analizarán los criterios fundamentales que permitan valorar globalmente la situación de confort DIMENSIONES DEL PUESTO Dado que las posturas y los movimientos naturales son indispensables para un trabajo eficaz, es importante que el puesto de trabajo se adapte a las dimensiones corporales del operario, no obstante, ante la gran variedad de tallas de los individuos éste es un problema difícil de solucionar. Para el diseño de los puestos de trabajo, no es suficiente pensar en realizarlos para personas de talla media (50 percentil), es más lógico y correcto tener en cuenta a los individuos de mayor estatura para acotar las dimensiones, por ejemplo del espacio a reservar para las piernas debajo de la mesa, y a los individuos de menor estatura para acotar las dimensiones de las zonas de alcance en plano Horizontal. (Percentiles 95 - 5). Pues bien, para establecer las dimensiones esenciales de un puesto de trabajo de oficina, tendremos en cuenta los criterios siguientes: Altura del plano de trabajo. Espacio reservado para las piernas. Zonas de alcance óptimas del área de trabajo. ALTURA DEL PLANO DE TRABAJO Desfasados: Parcialmente a determinación de la altura del plano de trabajo es muy importante para la concepción de los puestos de trabajo, ya que si ésta es demasiada afta tendremos que levantar la espalda con el consiguiente dolor en los omóplatos, si por el contrario es demasiado baja provocaremos que la espalda se doble más de lo normal creando dolores en los músculos de la espalda. Es pues necesario que el plano de trabajo se sitúe a una altura adecuada a la talla del operario, ya sea en trabajos sentados o de pie. Para un trabajo sentado, la altura óptima del plano de trabajo estará en función del tipo de trabajo que vaya a realizarse, si requiere una cierta precisión, si se va a utilizar máquina de escribir, si hay exigencias de tipo visual o si se requiere un esfuerzo mantenido. Si el trabajo requiere el uso de máquina de escribir y una gran libertad de movimientos es necesario que el plano de trabajo esté situado a la altura de los codos; el nivel del plano de trabajo nos lo da la altura de la máquina, por lo
- 16. tanto la altura de la mesa de trabajo deberá ser un poco más baja que la altura de los codos. Si por el contrario el trabajo es de oficina, leer y escribir, la altura del plano de trabajo se situará a la altura de los codos, teniendo presente elegir la altura para las personas de mayor talla ya que los demás pueden adaptar la altura con sillas regulables. REQUISITOS ERGONÓMICOS GENERALES PARA SILLAS Y ESCRITORIOS DE TRABAJO Los primeros proyectos trataron con aspectos y dimensiones ergonómicos, y en base de estos estudios, recomendaciones fueron dados y diseminados con eficacia. Debajo está un extracto de los requisitos ergonómicos generales para las sillas y los escritorios de la oficina A. Los hombros deben estar libres moverse. B. Los bordes superiores e inferiores del respaldo deben ser cómodos - no bordes agudas. C. Cuando la persona inclina hacia atrás el respaldo debe dar la ayuda al pecho más bajo y lo se debe inclinar unos 15 grados. No debe ser demasiado ancho y restringir la mudanza de los brazos. D. Cuando está asentado vertical o un poco inclinado hacia adelante, respaldo debe dar apoyo a la espina dorsal. E. El respaldo debe ser amortiguado. F. El respaldo debe dar apoyo a la parte superior de la cadera pero un espacio abierto se debe dejar entre el respaldo y el asiento. G. La altura del asiento debe ser ajustable y permitir una altura de unos 2 cm. debajo de la corva. H. El asiento no debe ser deslizadizo. Una inclinación conveniente es cerca de 3 grados. I. El asiento debe ser amortiguado. J. Debe haber espacio libre de ca. 10 cm entre las piernas y el frente del asiento, para evitar de pellizcar los nervios. K. Espacio para mover las piernas. L. Debe ser posible empujar la silla detrás y remitirla. Los rodillos se deben evitar, sin embargo. M. El asiento debe ser un poco más ancho que la cadera. Debe permitir mover la postura. Puede ser plano o un poco cóncavo. N. La diferencia entre las alturas del asiento y del escritorio debe ser ajustable. La altura conveniente para un escritorio es a partir del 67 a 75cm. O. Debajo del escritorio debe haber espacio para los pies unos 70 cm. ancho y de 60 a 70 cm profundo.
- 17. FORMAS DE SELECCIONAR UNA SILLA Para seleccionar una silla correctamente se debe partir del concepto que la silla: No es igual para todos los puestos de trabajo. No es un elemento decorativo. Que esta se selecciona en función a la tarea, el diseño antropométrico del puesto de trabajo y la persona que lo ocupa. LA SILLA CORRECTA NO ES IGUAL EN TODOS LOS PUESTOS DE TRABAJO: Hay un problema que se repite constantemente cuando se selecciona las sillas para un área de trabajo fundamentalmente en las que se realizan tareas de tipo administrativo; el responsable busca que todas las sillas sean idénticas pero la realidad nos dice que cada puesto de trabajo necesita un asiento de acorde a sus dimensiones, altura de trabajo, si la tarea se realiza indistintamente de pie o sentado, todo referido indirectamente a la altura de la mesa o escritorio o elemento de trabajo, y directamente a la altura correcta de trabajo. LA SILLA NO ES UN ELEMENTO DECORATIVO: La función de una silla es brindar asiento al ser humano, que esta llegue a ser estéticamente perfecta es algo que no hace al confort de la misma. Demás está decir que muchas veces se elige la silla en función de la jerarquía dado el caso el alto del respaldo aumenta con el nivel ejecutivo, así también el ancho, etc., y fundamentalmente el costo; esto ergonomicamente es una aberración. LA SELECCIÓN DE LA SILLA SE DEBE HACER EN BASE A: El tipo de trabajo, si el usuario trabaja de pie y sentado en forma combinada o solo sentado, nos va a dar la altura de la misma. El movimiento en trabajo en posición de pie-sentado nos dará la necesidad de apoyapie en la silla. Si trabaja con la cabeza levantada en forma prolongada deberá tener un respaldo que cubra el total de la espalda, (lumbar, dorsal y cervical). Para trabajo de escritorio, deberá cubrir la zona lumbar y dorsal de la espalda. Si la tarea es reclinada hacia adelante, como por ejemplo trabajar con microscopio, vídeo terminales, etc.; el respaldo deberá ser recto (90*). Si la tarea tiene mucho movimiento el respaldo solo cubrirá la zona lumbar de la espalda, para permitir el libre movimiento, caso típico de las cajeras de supermercados. En base directa del usuario estudiando su raquis, se determina su grado de curvaturas en sentido lateral (lordosis y sifosis), y en sentido frontal (escoriosis).
- 18. Si tiene una lordosis y sifosis acentuadas deberá ser la silla con un respaldo como el de la figura 1, si las tiene en forma opuesta poco pronunciadas, el perfil de la espalda deberá ser recto como el de la figura 2. y si el individuo tiene escoriosis el corte del espaldar de la silla será curvo, (envolvente) como se observa en la figura 3, en ningún caso es recomendable la silla tipo Balans para este caso dado que no brinda apoyo corrector dejando la curvatura anormal de la espalda. Figura 1. Silla con protección lumbar marcada Figura 2. Silla con respaldo sin demarcar curvas. Figura 3. Respaldo envolvente
- 19. ANÁLISIS DE DISTINTOS TIPOS DE SILLAS Tus pies no deben quedar colgando fuera de la silla. Si te encuentras en la situación en la que tus pies son demasiado cortos para una silla, tienes que ajustar la altura de la misma. Los niveles de altura también pueden ser ajustados si sientes que tus piernas son demasiado largas o que crujen cuando te sientas. Una silla ajustable es un buen comienzo para encontrar la silla que mejor se ajuste a las necesidades particulares de tu cuerpo. La silla ergonómica le dará soporte a tu cuerpo y no perjudicará a la circulación de tu sangre. Cuando te sientas en una silla, que no necesariamente debe ser una obra de arte: ¿Te sientes cómodo o sientes que no tienes el espacio suficiente para tu cadera? Algunas personas tienen la cadera más grande que otras. Este tipo de sillas están diseñadas para satisfacer las necesidades de tu cuerpo para que te sientas más cómodo. Una silla que tenga un poco más de espacio, que se mueva hacia arriba y hacia abajo, hará que te sientas cómodo sólo durante unas pocas horas. También se encuentran diseñadas para soportar la zona lumbar, las extremidades inferiores de tu cuerpo, incluyendo a la espalda, las piernas y la cadera. ¿Se siente cómoda tu silla luego de estar sentado por unas pocas horas? Si se vuelve incómoda hasta el punto en el que sientas los tornillos o alguna pieza de material de la misma luego de estar sentado por unas pocas horas, significa que no tenés demasiados almohadones en ella. Si lo que has de comprar es bueno, se sentirá cómodo luego de 3 horas y hará que sientas que estás sentado en ella desde hace unos pocos minutos. Debe también tener un buen almohadón para tu cuerpo alrededor de toda la silla para que te sientas más cómodo. Si sentís los tornillos o alguna otra pieza de material de la silla luego de estar sentado por una hora, deberías considerar comprar una silla ergonómica.
- 20. SILLAS PARA TRABAJOS EN POSICIÓN DE PARADO Este tipo de sillas son las utilizadas para tareas de control al lado de máquinas herramientas en las que no se puede alejar ni tampoco estar sentado, las mismas permiten descargar entre un 25 a un 35 % del peso del cuerpo, aliviando las piernas y de esta manera no facilitar la generación de várices. Regulación entre 80 y 50 cm.
- 21. SILLA BALANS La silla Balans o escandinava posee un aspecto desgarbado; no tiene respaldo ni paras, solo un lugar donde recoger las piernas. Se dice que la inventó un arquitecto noruego, otros dicen que fueron médicos norteamericanos, que la diseñaron para ser usada por heridos en la segunda guerra mundial. De hecho, esta rara silla está siendo utilizada desde el fin de los años 40 y principio de los 50. Uno de los argumentos de los fabricantes es que este tipo de silla alivia el stress músculo-esqueletal al distribuir el peso del cuerpo en forma pareja entre las rodillas y la espalda. SILLA PARA ORQUESTA Altura máxima: 88 cm. Altura mínima: 70 cm. Peso neto: 9,5 kg. Medidas respaldo: 460 x 260 x 40 mm. Medidas tapizado: 490 x 460 x 60 mm. Color: Negro. Material: Acero y tejido transpirable e ignífugo.
- 22. Silla ergonómica especialmente diseñada para cubrir las necesidades de comodidad funcionalidad y estética que requieren los músicos de orquesta. Las sillas con respaldo regulable en altura e inclinación, combinan un elegante diseño con una máxima estabilidad y resistencia. Su diseño ergonómico permite una postura dinámica del músico, facilitando una buena circulación y garantizando una máxima comodidad. Con una de estructura de acero (Ø 25mm) con acabado en pintura negra texturada, están equipadas con cuatro terminales articulados antideslizantes para garantizar un perfecto ajuste al suelo. Las sillas están tapizadas con tejido transpirable e ignífugo. Gracias a su diseño apilable las Sillas de orquesta son fácilmente almacenadas y transportadas.
- 23. Un stand robusto, pero ligero para orquesta con charola metálica con perforaciones, lo cual te ofrece una capacidad para desplegar tus partituras sin precedentes, incluso al aire libre. La profundidad de la charola te permite colocar hasta libros completos, con una excelente resistencia. El stand se pliega con facilidad para su fácil transportación. Soporte para evitar que las partituras se muevan Regulador de altura Tres patas con regulación de de apertura para mayor estabilidad Un excelente producto para manejar tus partituras, e incluso una carpeta con letras de canciones, ya que su bandeja ancha está preparada para soportar peso sin problemas. La bandeja es plegable y posee soportes para evitar que tus partituras se muevan de su lugar. Es portátil, estable y resistente.
- 24. ANÁLISIS DE SILLAS Silla 1: Silla para computadora Medidas: Respaldo: 445x140x10mm. Asiento: 390x390x10mm. Altura patas (hasta asiento): 450mm. Altura respaldo: 350mm. Altura total: 800mm. Materiales: Caño sección redonda 1cm. de diámetro, plástico, goma espuma, tela, regatones, remaches, tornillos, tuercas. Descripción: El respaldo y el asiento son de plástico, donde a través de distintos tipos de uniones junto con el caño de sección redonda forman la totalidad de la pieza. En el respaldo se encuentra un detalle que permite
- 25. agarrarla, y al tener la posibilidad de plegarse, permite el traslado de la misma de un lugar a otro con mayor facilidad Contexto: Su diseño ya es viejo, aunque puede ser apta para computadora, ya que es liviana, y flexible. Aunque no es muy resistente por el bajo espesor del plástico, puede sufrir deformaciones por exceso de peso o por el paso del tiempo. Vínculos: El caño encastra en el respaldo y se le da mayor resistencia con tornillos que traspasan ambos materiales. La unión del asiento con el caño, se realiza a través de tornillos y tuercas. A su vez, el caño se une por medio de remaches
- 26. La silla puede plegarse porque en una de las uniones, se aplica un remache con una arandela que permite un ángulo de giro. En las patas continuas se colocaron regatones para no rayar el piso Proceso de armado: El asiento y el respaldo es moldeado mediante matricería, mientras que el caño se encastra en el respaldo, se remacha en uniones entre caño y caño y se atornilla en la combinación de los materiales. Por último se colocan los regatones por medio de encastre en el caño. Forma, color y textura: El plástico es de color blanco, liso y opaco, suave al tacto, de forma cuadrada en el asiento y rectangular en el respaldo. La caladura para el agarre es rectangular con sus puntas redondeadas. En el asiento existe un relieve hacia abajo con forma circular donde estaría en contacto la persona sentada. El caño es de color gris, brillante y liso. Relación producto-usuario: La silla puede servir para unos y para otros no. Las medidas con la que fue construida son obtenidas de percentiles medios a bajos. La postura es saludable para medidas promedios, pero para personas más altas de lo común, el ángulo que forma la pierna sería menor de 90º. O para personas con peso mayor al común sería incómodo el asiento. Es notable no solo con las medidas sino también en los materiales, espesores y uniones que se utilizaron que determinan que no es resistente.
- 27. Silla 2: Silla para taller Medidas: Materiales: Descripción:
- 28. Contexto: Vínculos: Proceso de armado: Forma, color, textura: Relación producto-usuario:
- 29. Silla 3: Silla para comedor Medidas: Materiales: Descripción:
- 30. Contexto: Forma, color y textura: Vínculos: Proceso de armado: Relación producto-usuario:
- 31. Silla 4: Silla para living Medidas Materiales: Descripción:
- 32. Contexto: Forma, color y textura: Vínculos: Proceso de armado: Relación producto-usuario: