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ALUMINIO EN LA CONSTRUCCIÓN
… La fortaleza del aluminio permite realizar estructuras complejas y ligeras, pero a la vez robustas…
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El aluminio se utilizaba en la antigüedad clásica en tintorería y medicina bajo la forma de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día. En el siglo XIX, con el desarrollo de la física y la química, se identificó el elemento. Su nombre inicial, aluminum, fue propuesto por el británico Sir Humphrey Davy en el año 1809. A medida que se sistematizaban los nombres de los distintos elementos, se cambió por coherencia a la forma aluminium. La extracción del aluminio a partir de las rocas que lo contenían se reveló como una tarea ardua. A mediados de siglo, podían producirse pequeñas cantidades, reduciendo con sodio un cloruro mixto de aluminio y sodio, gracias a que el sodio era más electropositivo. Durante el siglo XIX, la producción era tan costosa que el aluminio llegó a considerarse un material exótico, de precio exorbitado, y tan preciado o más que la plata o el oro. Diversas circunstancias condujeron a un perfeccionamiento de las técnicas de extracción y un consiguiente aumento de la producción. La primera de todas fue la invención de la dinamo en 1866, que permitía generar la cantidad de electricidad necesaria para realizar el proceso. En el año 1889, Karl Bayer patentó un procedimiento para extraer la alúmina u óxido de aluminio a partir de la bauxita, la roca natural. Poco antes, en 1886, el francés Paul Héroult y el norteamericano Charles Martin Hall habían patentado de forma independiente y con poca diferencia de fechas un proceso de extracción, conocido hoy como proceso Hall-Héroult. TALLER DE ESTRUCTURA I
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El aluminio es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de Bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso de bayer y a continuación en aluminio metálico mediante eletrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Es de color blanco brillante, con buenas propiedades ópticas y un alto poder de reflexión de radiaciones luminosas y térmicas. Posee una elevada conductibilidad eléctrica comprendida entre 34 y 38 m/(ohm mm2) y una elevada conductibilidad térmica (80 a 230 w/(mk))
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RESISTENCIA A LA RUPTURA El aluminio puro comercial posee una resistencia a la ruptura sobre los 90 Megapascales, y este valor puede aproximarse al doble cuando es trabajado en frío. Sus propiedades mejoran largamente al someter al aluminio a aleaciones con pequeños porcentajes de otros metales como el cobre, magnesio, silicio, manganeso o zinc. Algunas de estas aleaciones pueden incrementar su resistencia y dureza mediante tratamiento térmico, especialmente con aleaciones de silicio - magnesio. RESISTENCIA A LA TENSIÓN El aluminio puede llegar a tener una resistencia a la tensión de aproximadamente 300 Mpa, en condiciones normales de tratamiento térmico, sobre el 70% de la resistencia que posee el acero. RESISTENCIA A LA FLEXIÓN La resistencia típica a la flexión de la aleación 6061 - T6 es de 270 Mpa, igual que la resistencia del acero. Esta aleación estructural posee una alta resistencia considerando su reducida masa. Cuando esta es combinada con la versatilidad del proceso de extrusión, permite que el metal se distribuya sobre su eje neutral con una máxima eficiencia, lo que hace posible diseñar en aluminio con igual resistencia que el acero, pero con una masa equivalente al 50% de éste.
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ALUMINIO EXTRUIDO
La EXTRUCCIÓN es un proceso tecnológico que consiste en dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta para conseguir perfiles de diseño complicado. El proceso de extrusión consiste en aplicar una presión al cilindro de aluminio haciéndolo pasar por un molde (matriz), para conseguir la forma deseada.
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ALUMINIO ANODIZADO
El proceso de ANODIZADO permite obtener de manera artificial películas de óxido de mucho más espesor y con mejores características de protección que las capas naturales en el aluminio. Según sea el grosos de la capa que se desee obtener, existen dos procesos de anodizados: ANODIZADOS DECORATIVOS COLOREADOS ANODIZADOS DE ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL.
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RESISTENCIA ! Alta relación resistencia/peso (reduciendo al mínimo las cargas en las estructuras de soporte,
lo que lo convierte en un material ideal para fachadas de edificios. ! Factor de aislamiento térmico excepcional. (Condensación superficial, Permeabilidad al aire) ! Aislamiento acústico óptimo. ! La capacidad autoportante (por el bajo peso propio) DURABILIDAD ! Resistencia a la corrosión. ! Reciclable indefinidamente. ! Los tratamientos superficiales como anodizado o el lacado protegen permanentemente los
perfiles en el tiempo. MANTENCIÓN SENCILLA ! Limpieza periódica con agua y jabón o con un producto de mantenimiento de PH neutro.
FLEXIBILIDAD ! Practicilidad para el armado y ensamble, un dato que resulta útil para resolver la logística y los
montajes en zonas con difícil acceso. ! Combinación con otros materiales tales como la madera o el acero. ! Posibilidad de extruir perfiles específicos para conseguir efectos decorativos. DISEÑO ! Gran libertad de acabados, formas y colores. ! Perfiles estrechos para disfrutar al máximo de la luz manteniendo la máxima robustez.
DESVENTAJA deformación tres veces mayor que la del acero. “Por sus características de deformabilidad, el aluminio requiere de tipologías estructurales diferentes”, rigidizadores en el alma o el ala de los perfiles.
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o Al ser una material blando, meable, no tóxico, buen conductor de calor, resistente a los ácidos orgánicos, es de gran uso en la industria alimenticia, para la fabricación de utensilios, envases, papeles de aluminio.
o Por sus propiedades anticorrosivas y livianas es muy útil para fabricar piezas de automóviles, embarcaciones, vagones de ferrocarril, motocicletas, bicicletas, aviones y en la industria aeroespacial.
o Debido a sus resistencia a la corrosión; a su baja densidad y a que sus aleaciones con otros metales son duras y livianas, tiene una gran uso en la industria de la construcción.
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USOS DEL ALUMINIO EN LA CONSTRUCCIÓN o PUENTES Y SUS PARTES.
o TORRES.
o PILARES.
o COLUMNAS.
o ARMAZONES PARA TECHUMBRES.
o PUERTAS.
o VENTANAS.
o BARANDILLAS.
o CHAPAS PARA RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS.
o CHAPAS DECORATIVAS PARA PISOS.
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PUENTES/PASARELAS
MONTREAL, QC QUAQTAQ, QC
SAN DIEGO, CA LAVAL, QC
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PILARES/COLUMNAS
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VIGAS DE ALUMINIO TRIANGULARES - CUADRADAS
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ARMAZONES PARA TECHUMBRES
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PUERTAS Y VENTANAS
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RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS
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Al utilizar aluminio en las fachadas nos ofrecen ventajas como: Máxima adaptabilidad en cuestión de formatos, Rapidez de ejecución, Durabilidad, Disponible en cualquier color, Economía.
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RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS
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RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS Estas fachadas crean cámaras de aire entre la cubierta de aluminio y el muro de la edificación, creando así una cámara de aire que aísla la edificación de la temperatura exterior
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RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS
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RECUBRIMIENTOS DE FACHADAS
Usos y Aplicaciones Soluciones Constructivas Muros Interiores Muros Exteriores Espacios al Aire Libre Letreros
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Laminados: Chapas Lisas Medidas: 1000x2000mm; 1200x2400mm; 1500x3000mm Espesores: desde 0,50 hasta 6,00 mm Laminados: Chapas Antideslizantes Medidas: 1250 mm x 2500 mm Espesores: 1,7 y 3,1 mm Laminados: Chapas Gofradas Reflectoras Medidas: 1000 mm x 2000 mm Espesor: 0,7 mm Laminados: Rollos Espesor: desde 0,10 hasta 1,25 mm
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Barras de Aluminio: Formato: redondas, cuadradas y hexagonales. Medidas: desde 6,35 hasta 254,00 mm Tubos de aluminio redondos: Diámetros: desde 6,35 hasta 152,40 mm Espesores: desde 1,00 hasta 3,00 mm Perfiles estructurales: Formato: cuadrados y rectangulares. Todas las medidas. Otros: Perfiles y Ángulos.
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R. BUCKMINSTER FULLER CASA WICHITA, año 1944
Terminando la Segunda Guerra Mundial, Fuller propuso al gobierno de EE UU, la idea de convertir la enorme industria aeronáutica militar en una con propósitos civiles, más específicamente, en la producción de viviendas en serie. Esta nueva versión, estaba construida íntegramente de aluminio y su forma la hacía aerodinámica, capaz de resistir vientos huracanados. Se construyeron e instalaron centenares de unidades, pero antes de que terminase la guerra, el ministerio de vivienda decidió que los habitáculos eran inapropiados para el uso permanente. TALLER DE ESTRUCTURA I
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R. BUCKMINSTER FULLER CASA WICHITA, año 1944
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El sistema estructural se basa en un mástil metálico ubicado en el centro de la casa, del cual se fijan unos tensores estructurales, que estructuran 3 anillos estructurales y luego se fijan el basamento también metálico con los 60cm de cámara de aire entre el suelo y el nivel de la casa. Luego se fijan los módulos de la fachada, los cuales están compuestos por varios elementos, teniendo una base metálica, una lámina de vidrio fija con perfiles metálicos, luego otra lámina metálica que continua hacia la cubierta la cual se compone por 2 láminas metálicas creando una cámara de aire y rematándola con un casco metálico para crear ventilación.
R. BUCKMINSTER FULLER CASA WICHITA, año 1944
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Marc Fornes / THEVERYMANY Vaulted Willow, 2015
Ubicado en el Parque Borden en la ciudad canadiense. El proyecto, conocido como “Vaulted Willow”, pretende "resolver y delimitar la estructura, la piel y la ornamentación en un único sistema unificado" para "explorar la ligera, carcasa autosoportante ultra delgada, a través del desarrollo de protocolos informáticos personalizados de la forma de investigación estructural y geometría descriptiva". La piel estriada es un conjunto complejo de tejas estructurales. Estas son similares, pero únicas, bandas fabricadas digitalmente que se superponen a través de sus pestañas extendidas de doble espesor de material.
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Marc Fornes / THEVERYMANY Vaulted Willow, 2015
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Marc Fornes / THEVERYMANY Vaulted Willow, 2015
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R. BUCKMINSTER FULLER BIOSFEREA DE MONTREAL, año 1967
El pabellón de los Estados Unidos para la Expo de 1967 es una cúpula geodésica de 76 metros de diámetro y 62 metros de alto, Geométricamente, es un icosaedro, una forma de 20 caras formada por la intercalación de pentágonos en una rejilla hexagonal. Esta estructura de tipo reticular se creó enteramente de tubos de aluminio de tres pulgadas, soldados en las articulaciones y adelgazamientos suaves hacia la parte superior de la estructura con el fin de distribuir de manera óptima las fuerzas de todo el sistema. Su construcción se basa en los principios básicos de las estructuras de tensegridad, que permiten montar estructuras simples asegurando su integridad tensional, lo que permite estructuras extremadamente ligeras y estables, corresponden a una de las estructuras mas grandes que se pueden construir con la menor cantidad de material posible.
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Las estructuras de tensegridad, término acuñado por Buckminster Ful ler, permiten montar estructuras simples, asegurando su "integridad tensional" (tetraedros, octaedros, conjuntos cerrados de esferas), definición que es raíz del término. Buscando esta idea, uno de los aspectos principales de la obra de Fuller, es la concepción de domos geodésicos.
La Tensegridad define un principio de relación estructural en el cuál la forma de la estructura está garantizada por el continuo y finitamente cerrado comportamiento de los elementos traccionados del sistema y no por el discontinuo y localizado comportamiento de sus elementos comprimidos.”
R. BUCKMINSTER FULLER CONCEPTO DE TENSEGRIDAD
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DOCENTE: Mauricio Baros ALUMNO: Marco Friz I TALLER DE ESTRUCTURAS I I PET 2015
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