Pág. 1 Sesión 1/4 Asignatura Clave Máster y Curso

METALES MATERIALES Construcción I. Materiales y técnicas. 1r curso

Área de Construcción Curso 2015-2016 Revisión 03/03/2016 Autores: Xevi Prat, Joan Espinàs, Neus Mateu

Índice

1. Conceptos básicos 2. Propiedades mecánicas

3. Propiedades eléctricas 4. Propiedades térmicas 5. Propiedades químicas 6. Propiedades medio ambientales 7. Procesos de conformación 8. Metales comerciales 9. Ejemplos de aplicación 10. Fuentes de información

1

01 CONCEPTOS BÁSICOS

Tabla periódica de los elementos

1 H

2 He

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

55 Cs

56 Ba

71 Lu

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

87 Fr

88 Ra

103 Lr

10 4 Rf

10 5 Db

10 6 Sg

10 7 Bh

10 8 Hs

10 9 Mt

11 0 Ds

11 1 Rg

11 2 Uu b

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

METALES

* * *

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

La mayoría son sólidos a temperatura ambiente, de puntos de fusión y ebullición relativamente altos, colores grises y brillantes, y a las fases sólidas y líquidas, conductores de la electricidad.

Presentación de los metales de la naturaleza. Metales nativos y metales combinados Metales nativos son los que se encuentran libres en la naturaleza: Au, Ag, Cu i Pt. El resto se encuentran combinados, normalmente con oxigeno (O), o con otros no metales, sobretodo cloro (Cl), azufre (S) y carbono (C). Este es su estado natural estable, y cuando el hombre los aísla, tienden a volver a combinarse para recuperar este equilibrio.

Metales. Propiedades físicas generales

A nivel macroscópico Muy densos Porosidad cero Isotrópica en casi todas las propiedades Opacos al paso de la luz Relucientes al ser pulidos, negruzcos en forma de polvo no solubles

A nivel atómico Baja ocupación electrónica de los orbítales más elevados. Moléculas monoatómicas ligadas fuertemente por una " sopa " de electrones compartidos (deslocalizados) Cristalización en modelos de compactación espacial muy eficaces. Trama espacial compacta. Posibilidad de movimientos saltando posiciones en la trama cristalina. Compartición de electrones y trama espacial posibilita las aleaciones fácilmente ( soluciones sólidas )

2

02 PROPIEDADES MECÁNCAS

2. PROPIEDADES MECÁNICAS

Propiedades mecánicas relacionadas con las deformaciones Elasticidad: Propiedad de los materiales que se manifiesta por la desaparición, al dejar de actuar sobre ellos fuerzas exteriores de intensidad inferior a un cierto límite, de las deformaciones producidas por tales fuerzas. Capacidad de un material de recuperar la forma original una vez se anulan las fuerzas que actúan sobre él.

Plasticidad: Propiedad de los materiales que se manifiesta en conservar indefinidamente las deformaciones producidas por alguna fuerza al dejar de actuar esa fuerza. Capacidad de un material de deformarse permanentemente sin llegar a la rotura Fluencia: Fenómeno que presentan ciertos materiales elásticos, como el acero, de deformarse plásticamente, sin ningún aumento apreciable del esfuerzo de tracción a que son sometidos, cuando alcanzan el límite de comportamiento elástico. Deformación de un material justo antes de la rotura, donde no hay que aumentar la tensión aplicada, o bien deformación del material a lo largo del tiempo, también sin aumentar la tensión Ductilidad y maleabilidad: Propiedad del material, especialmente el metal, capaz de deformarse permanentemente bajo el efecto de un esfuerzo, debido a que su resistencia al rozamiento interno es menor que la resistencia a la separación de sus elementos. Propiedad de los metales que permite conformar fácilmente sin llegar a la rotura y sin incrementar mucho su resistencia a la deformación. Deben ser calentados para facilitar este proceso. Esto permite a partir de un bloque, obtener planchas o hilos.

Fatiga : Disminución de la resistencia a la rotura de un material elástico sometido a tensiones de intensidad y de signo variables , el cual material puede llegar a romperse sin pasar el límite de elasticidad, es decir, sin deformarse permanentemente . Pérdida de resistencia de un material al ser cargado y descargado repetidamente a lo largo del tiempo

Diagramas tensión-deformación. Diversas fases

DIAGRAMA TENSIÓN-DEFORMACIÓN PARA UN ACERO DÚCTIL SOMETIDO A TRACCIÓN

Diagrama tensión-deformación de metales y aleaciones diversas y de un

acero AISI1035 rolado en caliente o laminado en frío

3

03 PROPIEDADES ELÉCTRICAS

3. PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Características eléctricas

Buena conductividad eléctrica ( electrones deslocalizados , si metemos por un lado , salen por el otro , recuperando el equilibrio ) . Paso de la electricidad hace calentar el material ( por el movimiento de electrones que se da lugar en el interior , que hace vibrar los núcleos atómicos ) . Resistencia eléctrica creciente en subir la temperatura ( vibraciones internas interfieren la circulación de los electrones ) Consecuencias en instalaciones eléctricas. ( sobre- calentamiento, peligro de incendio ) Consecuencias en estructuras metálicas : corrientes incontroladas que causan problemas y patologías a los usuarios y / o corrosión eléctrica en elementos de la propia estructura

4

04 PROPIEDADES TÉRMICAS

4. PROPIEDADES TÉRMICAS

Característiques tèrmiques

Buena conductividad térmica ( compactación grande, y además, electrones deslocalizados , que pueden transportar energía más allá de un solo átomo ) Calor específico y calor de fusión bajos ( Fáciles de calentar , pero hay que combinarlo con la densidad para obtener parámetros relativos a su inercia térmica ) Coeficiente de dilatación lineal alta ( Acero 12 x 10-6 / ° C : 550ºC 10 M > Δl = 60 mm) No combustibles , pero a altas temperaturas hay una bajada importante de resistencia Posibles protecciones. Pinturas intumescentes y recubrimientos ( yeso, aislantes térmicos minerales, etc. )

Protecciones frente al fuego

Por aplacado de material aislante térmico

Por proyectado de morteros y hormigones especiales. Aireados, con perlita o vermiculita. Enyesados

Por pintado con pinturas intumescentes

Protecciones frente al fuego

5

05 PROPIEDADES QUÍMICAS

5. PROPIEDADES QUÍMICAS

Oxidación y corrosión. Pérdida de electrones Oxidación : Es un proceso según el cual la superficie del metal reacciona con el oxígeno que le rodea y se produce una capa de óxido del metal en cuestión. Excepto en el hierro y muchas de sus aleaciones esta capa es compacta y resistente, así que protege el resto del metal.

Corrosión : Destrucción o degradación progresiva del metal por reacción electroquímica con su entorno. Es consecuencia de la aparición de corrientes eléctricas entre dos zonas que tienen potenciales galvánicos diferentes cuando se encuentran en contacto con un electrolito. Este electrolito suele ser el agua y se ve potenciada con la presencia de sales. El metal que actúa de ánodo (el más electronegativo ) y pierde electrones, se degrada. El cátodo gana electrones. El flujo de electrones se materializa con la pérdida de partículas del material corroído por tanto se produce una disminución progresiva de la sección resistente y puede llegar a la perforación.

Corrosión galvánica. Potenciales de diferentes metales y aleaciones

Se da por una diferencia de potencial entre diferentes metales ( incluso zonas diversas de un mismo metal). El ánodo pierde electrones y se degrada y el cátodo recibe electrones. Cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre dos metales , más rápida será la oxidación del más anódico . Cuanto mayor es la superficie del cátodo comparándola con la del ánodo , más rápido se degrada el ánodo . Material

Potencial

Material

Potencial

Grafito

+0.25

Platino

+0.15

Aleación de Cobre (70Cu-30Ni)

-0.25

Zirconio

-0.04

Aleación de Cobre (90Cu-10Ni)

-0.28

Acero Inoxidable AISI 316 (pasivo)

-0.05

Bronce G

-0.31

Acero Inoxidable AISI 304 (pasivo)

-0.08

Aleación de Cobre

-0.32

Aleación Monel 400

-0.08

Cobre

-0.36

Titanio

-0.10

Acero Inoxidable AISI 410 (activo)

-0.52

Plata

-0.13

Acero Inoxidable AISI 304 (activo)

-0.53

Acero Inoxidable AISI 410 (pasivo)

-0.15

Acero Inoxidable AISI 430 (activo)

-0.57

Acero Inoxidable AISI 316 (activo)

-0.18

Acero al Carbono

-0.61

Níquel

-0.20

Acero enmoldado

-0.61

Bronce M

-0.23

Aluminio

-0.79

Acero Inoxidable AISI 430 (pasivo)

-0.22

Zinc

-1.03

Corrosión galvánica. Interacciones entre diferentes metales y aleaciones.

Corrosión Galvánica entre algunos metales

Aluminio Aluminio

Latón

Bronce

Cobre

Acero galvan.

Acero

Plomo

Acero Inox.

Zinc

1

1

1

3

2

2

3

3

2

1

2

1

1

1

2

1

1

2

3

2

3

2

1

1

2

3

Latón

1

Cobre

1

2

2

A. galvan.

3

1

2

1

Estaño

1

2

2

3

2

1

Plomo

2

2

2

2

3

3

Acero Inox.

3

1

1

1

2

2

2

Zinc

3

1

1

1

3

1

3

1

1 La corrosión galvánica se producirá con el contacto. 2 La corrosión galvánica se puede dar (depende del medio). 3 No existe corrosión galvánica entre estos métalos

1 1

Protecciones delante de la oxidación y corrosión Activas : Se trata de controlar el flujo electrónico , evitándose o dirigiéndose a un lugar determinado donde no nos provoque ningún daño. Pueden ser metales con aditivos que cambien las propiedades, aleación que sean menos electropositivo , utilizar ánodos de sacrificio que se oxiden antes de que el metal a proteger. Pasivas : Se trata básicamente de separar el metal de cualquier material o electrolito que pueda transportar los electrones. Recubrimientos no porosos , que pueden ser pinturas , barnices , plásticos , esmaltes , resinas , etc. Puede ser el propio óxido del metal , que no sea poroso y que se quede adherido al soporte. Puede ser hormigón , poco poroso, y que crea un ambiente de pH básico que hace, comparativamente , el Fe menos atacable .

Galvanizado: El propio óxido de zinc protege el hierro inferior

Pintado: La oxidación sigue debajo de la pintura, soplando

Recubrimiento con metal más noble: La oxidación es más rápida aunque, por par galvánico

Galvanizado. Proceso

Galvanizado. Durezas de las capas. Durabilidad en diversos ambientes

Recubrimiento superficial metálico

Velocidad de corrosión del zinc en diferentes atmosferas (según ISO 9223) Categoría de Corrosividad

Ambiente

Pérdida media anual del grosor de zinc (µm)

C1 Muy baja

Interior: Seco

0,1

C2 Baja

Interior: Condensación ocasional

0,1 a 0,7

C3 Media

Interior: Humedad elevada y alguna contaminación del aire exterior: Urbano no marítimo y marítimo de baja salinidad

0,7 a 2,1

C4 Alta

Interior: Piscinas, plantes químicas, etc. exterior: Industrial no marítimo, y urbano marítimo

2,1 a 4,2

C5 Muy alta

Exterior: Industrial muy húmedo o con elevado grado de salinidad

4,2 a 8,4

Pintados, plastificados

Oxidación y corrosión. Ejemplos

6

06 PROPIEDADES MEDIAMBIENTALES

6. PROPIEDADES MEDIOAMBIENTALES

Propiedades medioambientales. Obtención de los materiales - Fuerte impacto paisajístico y ecológico en la extracción - Gasto energético muy importante en la extracción y transporte (gran cantidad de mineral por poca cantidad de metal)

Propiedades medioambientales. Producción de los metales -

Procesos químicos muy contaminantes en la extracción del metal del mineral

-

Gran gasto energético para aislar el metal y para fundirlo

-

Considerable gasto energético para convertir el metal en un producto de construcción

Por estos motivos los metales tienen una alta huella ecológica y no son materiales muy sostenibles. De todas formas , no son fáciles de reemplazar en la construcción actual , debido a sus características únicas.

VALORES

energía incorporada MJ/Kg Fundición 32,80 Acero laminado 35,00 Acero cromado 38.80 Acero galvanizado 39,90 Zinc 65,00 Cobre 150,00 Acero inoxidable 177,00 Aluminio anodizado 227,00

emisiones CO2 equivalentes Kg CO2/Kg 2,62 2,80 3,63 3,91 6,36 14,70 16,06 33.37

Propiedades medioambientales. Ciclo de vida

Durabilidad y mantenimiento de los metales Hay una gran diferencia entre los metales que se degradan con la oxidación y los que no se degradan con la oxidación o bien lo hacen muy poco. En el primer caso hay que protegerlos de inicio y hay que mantener la protección bien conservada para que no se degraden . Necesitan de mantenimiento continuado. En el segundo, en cambio , el mantenimiento es muy bajo y su durabilidad en estado de servicio muy alta.

Propiedades medioambientales. Reutilización 1. Reutilización Una vez terminada la vida útil de un edificio o construcción los metales que incorporan pueden ser: Si son elementos prefabricados fijados con sistemas reversibles, pueden ser re- utilizados para el mismo uso. 2. Reciclaje Si no pueden ser re- utilizados, pueden ser separados en obra o al vertedero , fácilmente y recuperados para volver a ser utilizados como metales, con muy poca pérdida de pureza y de propiedades, y con un gasto energético mucho más baja que la necesaria para su obtención a partir del mineral.

7

07 PROCESOS DE CONFORMACIÓN

Cortado Definición: Propiedades relacionadas: Tipos:

Sección de parte de un material que lo separa del resto. Metales más plásticos son de corte más fácil que los metales más frágiles Mecánico (tijeras, cizalla, sierra, banda disc radial). Corte con láser

Plegado Definición : Se trata de hacer una flexión aguda en un objeto laminar ( en una superficie , creando un pliegue ) en general para aumentar la rigidez. En realidad es un doblado con un radio de curvado muy pequeño Propiedades relacionadas : El material debe ser de plástico de modo que se pueda doblar , al menos en el momento de hacerlo Tipo : Puede ser un proceso en frío en muchos metales , con un cierto límite de grosor. Con algunos materiales , el aumento de la temperatura favorece la flexión ( metales , plásticos y termoplásticos, y madera )

Fundición Se trata de rellenar un molde con el metal en estado líquido, y dejar que se solidifique en su interior. A menudo utilizado con metales con punto de fusión bajo. ( No confundir el proceso con el material ) . Se obtienen formas que pueden ser muy complejas, teniendo en cuenta siempre el proceso de moldeo y desmolde.

Forja

Se trata de dar forma al metal a base de percusión , a menudo en caliente. Se parte de un material que debe ser dúctil , si no, no aguantaría los impactos , el material gana resistencia pero pierde ductilidad ( se hace más frágil )

Laminado

Se trata de ir deformando el metal aplicando presión, normalmente a través de trenes de rodillos consecutivos. Se puede hacer en frío o en caliente

Extrusión Se trata de impulsar el metal en estado fluido ( no líquido) a través de una abertura, que es la que da forma al elemento final. Se suele utilizar con materiales fluidos a temperaturas no muy altas

Embutido

Se trata de aplastar el metal contra un molde , que es lo que le da forma.

Torneado y fresado

Se trata de rebajar la pieza original por abrasión, arañando material sobrante.

Estampado

Aplicar presión en puntos y líneas concretas sobre chapas, produciendo resaltes , cortes , texturas , etc.

Doblado

Se trata de doblar ( normalmente una chapa ) en varias fases, hasta obtener la forma deseada. Límites.

Tratamientos térmicos

Estos procesos de conformación de los metales conllevan un aumento de la resistencia y un aumento de la rigidez, sobre todo en los procesos en frío. Este aumento de la rigidez, no siempre conveniente, se puede mitigar con tratamientos térmicos posteriores al conformado. Recocido Elevar la temperatura (por encima de los 700ºC para el acero), durante un periodo de tiempo largo, y enfriar. Se pierde dureza y fragilidad. Se aumenta la deformabilidad (maleabilidad, ductilidad). Revenido Calientan (por encima de los 723ºC al acero), y se dejan enfriar al aire. Sirve para aumentar la tenacidad de los aceros que han sido sometidos al templado. Disminuyen la resistencia, la rigidez y el límite elástico. Otros tratamientos térmicos buscan aumentar la dureza, la resistencia, o el periodo elástico. Templado Elevar la temperatura (por encima de los 800ºC en el acero), también con enfriamiento rápido posterior. Se consigue mayor resistencia a la rotura, más dureza, y se alarga el periodo elástico. Templado superficial Aumentar la dureza superficial a base de sumergir la pieza metálica en otro metal fundido, que por su composición resultará, al enfriarse, más duro que el metal de la pieza original. Se genera una especie de costra más dura, más resistente a la abrasión.

8

08 METALES COMERCIALES

8. METALES COMERCIALES

Metales Comerciales

Hierros

Férricos

Aceros

No aliados ( al carbono) Aliados

Aleaciones

Blanca Hierro + carbono

Productos metalúrgicos Puros

Fundición

Gris

Cobre Aluminio Plomo Estaño Zinc Níquel Cromo

No férricos

Aleaciones

Latón Bronce Aleaciones ligeras ( a base de aluminio) Aleaciones ultraligeras ( a base de magnesio) Otras aleaciones ( a base de titanio y níquel)

Acero. Proceso de obtención

El acero es una aleación de hierro y carbono, con una proporción de carbono inferior a 1'8%. Se le pueden modificar las propiedades mediante tratamientos térmicos o mecánicos Procesos de obtención: 1. Partiendo del mineral de hierro, se le añade carbón, y se aumenta su temperatura, haciendo que el carbón reaccione con el oxígeno y otros componentes del mineral, dejando el hierro aislado del resto de elementos que componían el mineral. Este, sin embargo, todavía tiene impurezas. El hierro fundido o arrabio contiene no sólo un exceso de carbono (procedente del carbón que ha servido para reducir el mineral), sino también azufre, fósforo y de otras impurezas. Su conversión en acero se obtiene mediante el afinado, es decir, la eliminación del exceso de carbono y de las impurezas no deseadas, inyectando oxígeno puro y de otros materiales. Mediante el afinado conseguimos la proporción exacta de carbono que queremos, que nos dará diferentes propiedades en el acero resultante.

2. Reciclando chatarra entramos directamente a la fase de afinado, ahorrando así mucha energía y movimiento de materias primas.

Aceros. Tipos en función del contenido de carbono

Cuanto más carbono tiene Menor temperatura de fusión

Mayor rigidez mayor dureza Mayor fragilidad Menor soldabilidad

Más facilidad de aplicar tratamientos térmicos

Aceros al carbono, aceros ordinarios, con su composición modificada ligeramente ( sobre todo la proporción de carbono ) para obtener : Acero extra dulce ( clavos, tornillos, chapa para embutir, piezas de forja ) Acero dulce ( construcciones metálicas , barras perfiladas , pernos , alambres ) Acero semidulce ( maquinaria , forja ) Acero semiduro (árboles de transmisión , herramientas ) Aceros duros ( armas , herramientas, raíles, resortes , cuchillos ) Aceros extra duros ( cables, cuerdas de piano, resortes , herramientas para trabajar materiales )

Acero. Armados por hormigón

Fundición

Tipos de fundición

Propiedades

Aplicaciones

Blanca

Muy frágil, muy dura y muy resistente al desgaste. No se puede mecanizar y no tiene ductilidad. Se forma cuando se produce un enfriamiento rápido

Cilindros de los trenes del laminado del acero

Gris Laminar

Frágil, poco resistente a la tracción pero resistente a la compresión. Muy resistente al desgaste. Buen amortiguamiento de las vibraciones. Muy barata

Bancadas y estructuras de maquinas

Gris maleable (nodular)

Resistente, dúctil y maleable

Gris dúctil ( esferoidal)

Resistente, más dúctil. Propiedades que se acercan al acero.

Válvulas, cuerpos de bombas, cigüeñales, pistones y elementos de maquinas en general

Aceros inoxidables

Aleaciones a base de hierro y que contiene más del 12% de cromo. Las características más importantes de estos metales es su resistencia a muchas condiciones corrosivas. Los cuatro tipos disponibles son los aceros al cromo ferríticos, los aceros al cromo-níquel austeníticos y los aceros inoxidables martensíticos y templables por precipitación. Los aceros al cromo ferríticos tienen su resistencia a la corrosión depende del contenido de este elemento. Los aceros de muy alto carbono presentan buena templabilidad, tanto que en los de bajo carbono desaparece. Con contenidos muy altos de cromo la dureza se hace tan intensa que debe pararse mucha atención a las condiciones de servicio. Ya que el cromo es muy caro, el diseñador deberá escoger el contenido en cromo mínimo compatible con las condiciones corrosivas. Los aceros inoxidables al cromo-níquel retienen la estructura austenítica, por lo que son susceptibles de tratamiento térmico. Su resistencia mecánica puede mejorar notablemente con el trabajo en frío

Aceros inoxidables. Fijaciones / Mobiliario / Revestimientos

Aceros corten

Aleación de hierro con níquel y otros materiales que consigue que después de una oxidación superficial inicial esta se detenga. La capa de óxido que se crea protege el metal de base. Es soldable , con aportación de metal de soldadura similar al de base.

Aceros. Aleaciones con otros metales

Los aceros aleados no sólo tienen propiedades físicas más convenientes , sino que también permiten una mayor amplitud al proceso de tratamiento térmico. En función del elemento que se añada , las propiedades cambian de la siguiente manera:

Cromo Se forman carburos de cromo, muy duros. Acero resultando más dúctil que uno igual dureza por incremento en el % de carbono

Níquel No forma carburos ni óxidos mayor resistencia igual ductilidad Manganeso Incluido en muchos aceros como agente desoxidador y desulfurador Silicio Añadido a todos los aceros como desoxidante En aceros con bajo % de carbono, da un material muy frágil muy permeable magnéticamente Estabiliza los carburos

Molibdeno Mayor dureza Mayor tenacidad Baja mucho el punto de transformación , facilitando los tratamientos térmicos Vanadio Desoxidante Fomenta un tamaño de grano pequeño Mayor tenacidad Muy difícil de suavizar por revenido . Muy utilizado para herramientas Tungsteno ( wolframio ) Muy usado en acero para herramientas Dureza que se mantiene incluso a altas temperaturas Estructura fina , con gran tenacidad y dureza

Aluminio

Aluminio: Es de color blanco de plata, ligero, dúctil y muy maleable. En contacto con el aire húmedo se oxida rápidamente, bien que queda protegido por una capa del mismo óxido, insoluble en agua e impermeable. Es objeto de múltiples aleaciones con otros metales para mejorar recíprocamente las severo propiedades. En construcción es utilizado para hacer ventanas, balconeras, barandillas, mamparas divisorias, pomos de puerta, etc. Buena relación peso-resistencia. Resistencia a la tracción 80 Mpa. Módulo de elasticidad 71 Gpa (1/3 de la del acero). Permite el trabajo en frío. Reciclado: Su producción desde el mineral base es energéticamente muy cara. Su producción desde aluminio reciclado rebaja en un 90% la energía necesaria. Además, evita la explotación de recursos naturales. Aluminio anodizado: m. Aluminio con un tratamiento superficial por medio del cual se favorece la formación de una capa de óxido. Esta capa aumenta la resistencia a la corrosión, la adhesión y permite tintes integrales.

Aluminio. Bandejas y paneles composites

Cobre

Se caracteriza por su color rojizo ; es dúctil, maleable , muy tenaz y pesado, y muy buen conductor del calor y de la electricidad. Se utiliza en construcción de cubiertas, en decoración y también en la fabricación de tela metálica , tubos , hilos eléctricos etc.

Zinc

•

Metal de color blanco - azulado , brillante , se obtiene por electrólisis o procesos térmicos.

•

Muy dúctil a temperatura ambiente. Frágil a bajas temperaturas. Coeficiente de dilatación térmica alto.

•

Oxida formando una capa blanquecina de óxido impermeable y no poroso , que protege el resto del metal de que la corrosión continúe.

•

En construcción se utiliza en forma de planchas para hacer cubiertas, canales, bajantes.

•

Se utiliza también como recubrimiento del acero, para protegerlo de la corrosión, sometiéndolo a un proceso de galvanización (baño del acero en zinc fundido )

Zinc o Cobre en planchas Aprovechamiento de la maleabilidad para asegurar unión y estanqueidad a base de pliegues

Titanio

• De color gris oscuro y de gran dureza. Muy resistente y ligero (4.507 Kg/m3) • Se auto protege delante la corrosión con la primera capa de óxido que se forma. • Muy apto para la ingeniería, la industria aeronáutica y la cirugía. Para la construcción se utiliza en forma de planchas para fachadas y cubiertas.

Cuadro de una bicicleta de titanio

Guggenheim de Bilbao

Plomo • • • •

Es de color gris azulado , muy pesado ( densidad 11.340 Kg / m3 ), muy blando y maleable , fácil de trabajar en frío, muy durable. Muy resistente a la corrosión , sólo se altera superficialmente, formando una capa de óxido y una capa protectora de carbonato , insoluble , que no mancha los materiales adyacentes. Poco habitual en la construcción actual. Antiguamente se hacían tubos y cubiertas. Es muy tóxico y hay que controlar su uso en la construcción.

Coberta del Pánteon Roma

Latón Aleación de cobre con zinc y, en ocasiones, pequeñas cantidades de otros metales. Latón del 5 al 15% de zinc Fáciles de trabajar en frío Dúctiles, pero duros por su maquinado Buena resistencia a la corrosión Latón de dorar (5% Zn) Más resistencia que el cobre, al igual ductilidad. Usado en joyería Bronce comercial (10% Zn) Muy buena maleabilidad en frío. Joyería, piezas estampadas y forjadas Latón rojo (15% Zn) Buena resistencia a la corrosión. Buena resistencia a altas temperaturas Latones del 20% al 36% de zinc Latón bajo en zinc (20% Zn) Muy dúctil en frío Latón para cartuchos (30% Zn) La mejor proporción ductilidad-resistencia Latón amarillo (33%) Maleabilidad en caliente deficiente. Gran variedad de productos Latón del 36 al 40% de zinc Menos dúctiles que el latón de cartuchos No permite trabajo intenso en frío Bajo coste. Resistencia moderada a la corrosión El utilizado en el sector naval tiene una adición de estaño que mejora la resistencia a la corrosión Añadiendo plomo Mejora el trabajo en frío y la soldadura Latón de bajo plomo (32.5% Zn, 5% Pb) Fácil de maquinar. Bueno por el trabajo en frío Latón de alto plomo (34% Zn, 2% Pb) Utilizado en instrumentos, cerraduras y relojes Latón de corte libre (35.5% Zn, 3% Pb) Buena resistencia a la corrosión, excelentes propiedades mecánicas

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN METAL Propiedades mecánicas -Resistencia ( estructuras ) -Dureza ( recubrimientos , pavimentos , mecanismos ) -Deformabilidad ( mecanizados en obra ) -Elasticidad ( estructuras, clipados, etc) -Maleabilidad / ductilidad ( chapas, remachados , etc. ) Propiedades químicas -Resistencia a la oxidación ( material base en función del ambiente ) -Protecciones iniciales (posición de bajo riesgo, galvanizado, pintado, plastificado , tomas de tierra, ánodos de sacrificio ) -Mantenimiento posterior ( posibilidad de inspección, repintado , sustitución ) Disponibilidad Puesta en obra -Tecnología de colocación ( manipulación, fijación, etc.) -Medios auxiliares ( transporte , grúas, plegadoras , soldadores , utillaje , etc.) -Personal cualificado Precio

Impacto medioambiental

9

09 EJEMPLOS DE APLICACIÓN

Primer puente de acero. Coalbrookdale, Inglaterra. 1777-1779. T. M. Pritchard

Palm House. Londres, Inglaterra. 1848. Burton & Turner

Palm House. Londres, Inglaterra. 1848. Burton & Turner

Crystal Palace. Londres/Sydenham, Inglaterra. 1851-1852 (quemado al 1936) J. Paxton

Patent Hennebique de hormigón armado. 1880.

Tour Eiffel. Paris, Francia. 1887-1889. G. Eiffel

Edificio Chrysler. New York. EEUU. 1928-1930. W. Van Alen

Golden Gate Bridge. San Francisco, California, EEUU. 1933-1937. J.B. Strauss

Casa Eames. Pacífic Palisades, EEUU. 1945-47. Ch. Eames, & E. Saarinen,

Lake Shore Drive Apts. Chicago. EEUU. 1948-1951. L. Mies van der Rohe

Neue Nationale Gallerie. Berlin, Alemania. 1962-68. L. Mies van der Rohe

Acero. Estructuras espaciales

Biosphere. Montreal, Canadá. 1967. R.B. Fuller

Estadio Olímpico. Munic, Alemania. 1972. Gunter Behnisch y Otto Frei

Comedores SEAT. Barcelona. 1954-1956. Ortiz-Echagüe.

Banco de Hong Kong y Shanghai. Hong Kong, Xina. 1979-1986. N. Foster

Lloyd’s Bank Building. Londres, Inglaterra.1986. R. Rogers

Experience Music Project. Seattle, EEUU. 1999-2000. F. Gehry

Acceso al Castillo. Castelldefels, 1987-1990. E. Torres–J.A. Martínez Lapeña.

Centro de control ferroviario. Basilea, Suiza. 1990. J. Herzog & P. de Meuron,

Kultur und Kongresszentrum. Luzerna, Suiza. 1995-2000. J. Nouvel

07 FUENTES DE INFORMACIÓN

Fuentes de información

Diccionari manual de la construcció (ITEC) Tectónica 9 (Acero I) Manual Construction Steel (Ed. Birkhauser) Sistemas químicos (Varis autors) Ed. Reverté S.A. Las cubiertas de chapa (Ignacio Paricio) Ed.ITEC

Generales sobre metales: http://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml www.icmm.com/uploads/ 85unmundodemetales.pdf Corrosión: http://www.terra.es/personal/ecalvog/corrosion.htm http://www.cueto-lopez.com/pagina.php?n=8 Galvanización: http://www.ateg.es/Propiedades.htm