viviendas bioclimaticas ll

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Técnicas utilizadas

1) Ubicación
2) Forma y orientación
3) Captación solar pasiva
4) Aislamiento y masa térmica
5) Ventilación
6) Aprovechamiento climático del suelo
7) Sistemas evaporativos de refrigeración


1) Ubicación
La ubicación determina las condiciones climáticas con las que la vivienda tiene que "relacionarse". Podemos hablar de condiciones macroclimáticas y microclimáticas.
Las condiciones macroclimáticas son consecuencia de la pertenencia a una latitud y región determinada. Los datos más importantes que las definen son:
- Las temperaturas medias, máximas y mínimas.
- La pluviometría.
- La radiación solar incidente.
- La dirección del viento dominante y su velocidad media.

Las condiciones microclimáticas son consecuencia de la existencia de accidentes geográficos locales que pueden modificar las anteriores condiciones de forma significativa. Podemos tener en cuenta:
-La pendiente del terreno, por cuanto determina una orientación predominante de la vivienda.
-La existencia cercana de elevaciones, por cuanto pueden influir como barrera frente al viento o frente a la radiación solar.
-La existencia de masas de agua cercanas, que reducen las variaciones bruscas de temperatura e incrementan la humedad ambiente.
-La existencia de masas boscosas cercanas.
-La existencia de edificios.




2) Forma y orientación
La elección de la ubicación de la vivienda, si ello es posible, es una decisión muy importante en el proceso de diseño bioclimático, si acaso tan importante como el diseño de la vivienda en sí misma. Además de seleccionar la ubicación más adecuada, debemos tener en cuenta que siempre es posible actuar sobre el entorno (añadiendo o quitando vegetación o agua, por ejemplo), para modificar las condiciones microclimáticas. Es lo que llamamos corrección del entorno.

La forma de la casa influye sobre:
- La superficie de contacto entre la vivienda y el exterior, lo cual influye en las pérdidas o ganancias caloríficas. Normalmente se desea un buen aislamiento, para lo cual, además de utilizar los materiales adecuados, la superficie de contacto tiene que ser lo más pequeña posible. Para un determinado volumen interior, una forma compacta (como el cubo), sin entrantes ni salientes, es la que determina la superficie de contacto más pequeña. La existencia de patios, alas, etc. incrementan esta superficie.





- La resistencia frente al viento. La altura, por ejemplo, es determinante: una casa alta siempre ofrece mayor resistencia que una casa baja. Esto es bueno en verano, puesto que incrementa la ventilación, pero malo en invierno, puesto que incrementa las infiltraciones. La forma del tejado y la existencia de salientes diversos, por ejemplo, también influye en conseguir una casa más o menos "aerodinámica". Teniendo en cuenta las direcciones de los vientos predominantes, tanto en invierno como en verano es posible llegar a una situación de compromiso que disminuya las infiltraciones en invierno e incremente la ventilación en verano.

La orientación de la casa influye sobre:
- La captación solar normalmente interesa captar cuanta más energía mejor porque es nuestra fuente de climatización en invierno (en verano utilizaremos sombreamientos y otras técnicas para evitar la radiación).

-La influencia de los vientos dominantes sobre la ventilación y las infiltraciones.


3) Captación solar pasiva
La energía solar es la fuente principal de energía de climatización en una vivienda bioclimática. Su captación se realiza aprovechando el propio diseño de la vivienda, y sin necesidad de utilizar sistemas mecánicos. La captación hace uso del llamado efecto invernadero, según el cual la radiación penetra a través de vidrio, calentando los materiales dispuestos detrás suyo; el vidrio no deja escapar la radiación infrarroja emitida por estos materiales, por lo que queda confinada entonces en el recinto interior. Los materiales, calentados por la energía solar, guardan este calor y lo liberan, posteriormente, atendiendo a un retardo que depende de su inercia térmica. Para un mayor rendimiento, es aconsejable disponer de sistemas de aislamiento móviles (persianas, contraventanas, etc.) que se puedan cerrar por la noche para evitar pérdidas de calor por conducción y convección a través del vidrio.



Los sistemas de captación pueden ser definidos por dos parámetros: rendimiento, o fracción de energía realmente aprovechada respecto a la que incide, y retardo, o tiempo que transcurre entre que la energía es almacenada y liberada. Hay varios tipos de sistemas:

Sistemas directos: El sol penetra directamente a través del acristalamiento al interior del recinto. Es importante prever la existencia de masas térmicas de acumulación de calor en los lugares (suelo, paredes) donde incide la radiación. Son los sistemas de mayor rendimiento y de menor retardo.
Sistemas semidirectos: Utilizan un adosado o invernadero como espacio intermedio entre el exterior y el interior. La energía acumulada en este espacio intermedio se hace pasar a voluntad al interior a través de un cerramiento móvil. El espacio intermedio puede utilizarse también, a ciertas horas del día, como espacio habitable. El rendimiento de este sistema es menor que el anterior, mientras que su retardo es mayor.
Sistemas indirectos: La captación la realiza directamente un elemento de almacenamiento dispuesto inmediatamente detrás del cristal (a unos pocos centímetros). El interior de la vivienda se encuentra anexo al mismo. El calor almacenado pasa al interior por conducción, convección y radiación. El elemento de almacenamiento puede ser un paramento de material de alta capacidad calorífica, bidones de agua, lecho de piedras, etc., y puede ser una de las paredes de la habitación, el techo, o el suelo. Un caso particular es el llamado muro trombe, en el cual, además, se abren unos registros ajustables en la parte superior y en la inferior para que se cree una transferencia de calor por conducción a voluntad. El rendimiento de estos sistemas es también menor que el del sistema directo, y presentan unos retardos muy grandes




En el diseño de estos sistemas es importante considerar:
- La existencia de suficiente masa térmica para la acumulación del calor dispuesta en las zonas de incidencia de radiación.
- La existencia de cerramientos móviles para aislamiento.
- La orientación, obstáculos y sombreamientos de los espacios de captación, de tal manera que se maximice la captación de energía en invierno y se minimice la de verano.


4) Aislamiento y masa térmica
La masa térmica provoca un desfase entre los aportes de calor y el incremento de la temperatura. Funciona a distintos niveles. En ciclo diario, durante el invierno, la masa térmica estratégicamente colocada almacena el calor solar durante el día para liberarlo por la noche, y durante el verano, realiza la misma función, sólo que el calor que almacena durante el día es el de la casa (manteniéndola, por tanto, fresca), y lo libera por la noche, evacuándose mediante la ventilación. En ciclo interdiario, la masa térmica es capaz de mantener determinadas condiciones térmicas durante algunos días una vez que estas han cesado: por ejemplo, es capaz de guardar el calor de días soleados de invierno durante algunos días nublados venideros. En ciclo anual, se guarda el calor del verano para el invierno y el fresco del invierno para el verano (sólo una ingente masa térmica como el suelo es capaz de realizar algo así).
La vivienda con elevada masa térmica se comporta manteniendo una temperatura sin variaciones bruscas, relativamente estable frente a las condiciones externas. El objetivo es conseguir que, mediante un buen diseño bioclimático, esta temperatura sea agradable. La masa térmica elevada no es aconsejable en viviendas ocasionales (viviendas de fin de semana, por ejemplo), cuyas condiciones de temperatura son irrelevantes excepto en los momentos en que se ocupan, momentos en los que se requiere calentarlas o enfriarlas rápidamente.





En general, materiales de construcción pesados pueden actuar como una eficaz masa térmica: los muros, suelos o techos gruesos, de piedra, hormigón o ladrillo, son buenos en este sentido. Colocados estratégicamente para recibir la radiación solar tras un cristal, funcionan fundamentalmente en ciclo diario, pero repartidos adecuadamente por toda la casa, funcionan en ciclo interdiario. Si la casa está enterrada o semienterrada, la masa térmica del suelo ayudará también a la amortiguación de oscilaciones térmicas, en un ciclo largo.
El aislamiento térmico dificulta el paso de calor por conducción del interior al exterior de la vivienda y viceversa. Por ello es eficaz tanto en invierno como en verano. Una forma de conseguirlo es utilizar recubrimientos de materiales muy aislantes, como espumas y plásticos. No conviene exagerar con este tipo de aislamiento, puesto que existe otra importante causa de pérdida de calor: las infiltraciones. De nada serviría tener una casa "superaislada" si no se ha cuidado este otro factor. De todas maneras, aunque se quieran reducir al máximo las infiltraciones, siempre es necesario un mínimo de ventilación por cuestiones higiénicas, lo que supone un mínimo de pérdidas caloríficas a tener en cuenta. Para hacer eficaz el aislamiento, también es necesario reducir al máximo los puentes térmicos.



En cuanto a la colocación del aislamiento, lo ideal es hacerlo por fuera de la masa térmica, es decir, como recubrimiento exterior de los muros, techos y suelos, de tal manera que la masa térmica actúe como acumulador eficaz en el interior, y bien aislado del exterior.
También es importante aislar los acristalamientos. Durante el día actúan eficazmente en la captación de la radiación solar para obtener luz y calor, pero por las noches se convierten en sumideros de calor hacia el exterior por conducción y convección (no por radiación, pues el cristal es opaco al infrarrojo). Un doble acristalado reduce las pérdidas de calor, aunque también reduce algo la transparencia frente a la radiación solar durante el día. De cualquier manera, nada tan eficaz como aislamientos móviles (contraventanas, persianas, paneles, cortinas) que se echen durante la noche y se quiten durante el día. En verano, estos elementos pueden impedir durante el día la penetración de la radiación solar.

5) Ventilación
En una vivienda bioclimática, la ventilación es importante, y tiene varios usos:
- Renovación del aire: Para mantener las condiciones higiénicas. Un mínimo de ventilación es siempre necesario.
- Incrementar el confort térmico en verano: Puesto que el movimiento del aire acelera la disipación de calor del cuerpo humano.
- Climatización: El aire en movimiento puede llevarse el calor acumulado en muros, techos y suelos por el fenómeno de convección. Para ello, la temperatura del aire debe ser lo más baja posible. Esto es útil especialmente en las noches de verano, cuando el aire es más fresco.
- Infiltraciones: Es el nombre que se le da a la ventilación no deseada. En invierno, pueden suponer una importante pérdida de calor. Es necesario reducirlas al mínimo.

Consideramos diferentes formas de ventilar:
- Ventilación natural: Es la que tiene lugar cuando el viento crea corrientes de aire en la casa, al abrir las ventanas. Para que la ventilación sea lo más eficaz posible, las ventanas deben colocarse en fachadas opuestas, sin obstáculos entre ellas, y en fachadas que sean transversales a la dirección de los vientos dominantes. En días calurosos de verano, es eficaz ventilar durante la noche y cerrar durante el día.

- Ventilación convectiva: Es la que tiene lugar cuando el aire caliente asciende, siendo reemplazado por aire más frío. Durante el día, en una vivienda bioclimática, se pueden crear corrientes de aire aunque no haya viento provocando aperturas en las partes altas de la casa, por donde pueda salir el aire caliente. Si en estas partes altas se coloca algún dispositivo que caliente el aire de forma adicional mediante radiación solar (chimenea solar), el aire saldrá aún con más fuerza. Es importante prever de donde provendrá el aire de sustitución y a qué ritmo debe ventilarse. Una ventilación convectiva que introduzca como aire renovado aire caliente del exterior será poco eficaz. Por eso, el aire de renovación puede provenir, por ejemplo, de un patio fresco, de un sótano, o de tubos enterrados en el suelo. Nunca se debe ventilar a un ritmo demasiado rápido, que consuma el aire fresco de renovación y anule la capacidad que tienen los dispositivos anteriores de refrescar el aire. En este caso es necesario frenar el ritmo de renovación o incluso detenerlo, esperando a la noche para ventilar de forma natural.

- Ventilación convectiva en desván: Un porcentaje importante de pérdidas de calor en invierno y ganancias de calor en verano ocurre a través del tejado de la vivienda. Disponer de un espacio tapón entre el último piso de la vivienda y el tejado (un desván) reducirá de forma importante esta transferencia de calor.En verano, se puede hacer que el desván esté autoventilado por convección. Es normal que este lugar se convierta en un horno donde el aire alcance una temperatura mayor que el aire exterior; si se abren registros en su parte alta y en su parte baja, es posible dejar escapar este aire caliente, que será renovado por aire exterior. En invierno, estos registros deben estar cerrados. Es importante diseñar el desván para que esta corriente de aire no sea obstruida.

- Pérdidas por ventilación en invierno: Siempre debemos reducir al mínimo las pérdidas de calor por infiltraciones. Estas serán importantes especialmente en los días ventosos. Sin embargo, un mínimo de ventilación es necesaria para la higiene de la vivienda, especialmente en ciertos espacios. En la cocina, por ejemplo, es necesaria una salida de humos para la cocina, o para el calentador de gas, o registros de seguridad para la instalación de gas, o ventilar para eliminar los olores de la cocina. En el baño también es necesario ventilar por los malos olores. La pérdida de calor se verifica porque el aire viciado que sale es caliente, y el puro que entra es frío. Ciertas estrategias pueden servir para disminuir estas pérdidas, como colocar los espacios necesitados de ventilación en la periferia de la casa, o tener la mayor parte de la instalación de gas en el exterior, o disponer de un electroventilador para forzar la ventilación sólo cuando sea necesario, etc.
Fachada ventilada. En ella existe una delgada cámara de aire abierta en ambos extremos, separada del exterior por una lámina de material. Cuando el sol calienta la lámina exterior, esta calienta a su vez el aire del interior, provocando un movimiento convectivo ascendente que ventila la fachada previniendo un calentamiento excesivo. En invierno, esta cámara de aire, aunque abierta, también ayuda en el aislamiento térmico del edificio.

6) Aprovechamiento climático del suelo
La elevada inercia térmica del suelo provoca que las oscilaciones térmicas del exterior se amortigüen cada vez más según la profundidad. A una determinada profundidad, la temperatura permanece constante (es por eso que el aire del interior de las cuevas permanece a una temperatura casi constante e independiente de la temperatura exterior). La temperatura del suelo suele ser tal que es menor que la temperatura exterior en verano, y mayor que la exterior en invierno, con lo que siempre se agradece su influencia. Además de la inercia térmica, una capa de tierra puede actuar como aislante adicional.
Las cuevas siempre fueron utilizadas como protección frente a las inclemencias del tiempo; los sótanos han sido conocidos siempre por su frescor del verano, pero las dos grandes desventajas del enterramiento, la ausencia de luz y la alta humedad relativa, han hecho que cualquier idea de habitar bajo suelo sea infravalorada. Sin embargo, nuevos diseños pretenden aprovechar los efectos climáticos del suelo sin suponer una merma de iluminación y controlando la humedad.

Para aprovechar la temperatura del suelo, se pueden enterrar tubos de aire (cuanto más profundos mejor), de tal manera que este aire acaba teniendo la temperatura del suelo. Se puede introducir en la casa bombeándolo con ventiladores o por convección.

7) Sistemas evaporativos de refrigeración
La evaporación de agua refresca el ambiente.Si utilizamos la energía solar para evaporar agua, paradójicamente estaremos utilizando el calor para refrigerar. Hay que tener en cuenta que la vegetación, durante el día, transpira agua, refrescando también el ambiente. Varias ideas son practicables. En un patio, una fuente refrescará esta zona que, a su vez, puede refrescar las estancias colindantes. El efecto será mejor si hay vegetación. La existencia de vegetación y/o pequeños estanques alrededor de la casa, mejorará también el ambiente en verano. Sin embargo hay que considerar dos cosas: por una parte, un exceso de vegetación puede crear un exceso de humedad que, combinado con el calor, disminuirá la sensación de confort, por otra, en invierno habrá también algo más de humedad. De cualquier manera, en climas calurosos, suele ser conveniente casi siempre el uso de esta técnica.
El riego esporádico alrededor de la casa, o la pulverización de agua sobre fachadas y tejado, también refrescará la casa y el ambiente.

Viviendas Bioclimáticas

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Conceptos básicos

1) Radiación directa, difusa y reflejada.
2) Formas de transmisión del calor.
3) Capacidad calorífica e inercia térmica.
4) Confort térmico.
5) Efecto invernadero.
6) Fenomenos convectivos naturales.
7) Valor de vaporización.
8) Efecto climático del suelo.
9) Pérdida de calor en viviendas (invierno).
10) Microclima y ubicación.


1) Radiación directa, difusa y reflejada
La energía solar incidente en una superficie terrestre se manifiesta de tres maneras diferentes:

La radiación directa es, como su propio nombre indica, la que proviene directamente del sol.
La radiación difusa es aquella recibida de la atmósfera como consecuencia de la dispersión de parte de la radiación del sol en la misma. Esta energía puede suponer aproximadamente un 15% de la radiación global en los días soleados, pero en los días nublados, en los cuales la radiación directa es muy baja, la radiación difusa supone un porcentaje mucho mayor. Por otra parte, las superficies horizontales son las que más radiación difusa reciben, ya que "ven" toda la semiesfera celeste, mientras que las superficies verticales reciben menos porque solo "ven" la mitad de la semiesfera celeste.
La radiación reflejada es, como su propio nombre indica, aquella reflejada por la superficie terrestre. La cantidad de radiación depende del coeficiente de reflexión de la superficie, también llamado albedo. Por otra parte, las superficies horizontales no reciben ninguna radiación reflejada, porque no "ven" superficie terrestre, mientras que las superficies verticales son las que más reciben.

2) Formas de transmisión del calor
Es importante tener presentes los mecanismos de transmisión del calor para comprender el comportamiento térmico de una casa. Microscópicamente, el calor es un estado de agitación molecular que se transmite de unos cuerpos a otros de tres formas diferentes:

Conducción: El calor se transmite a través de la masa del propio cuerpo. La facilidad con que el calor "viaja" a través de un material lo define como conductor o como aislante térmico. Ejemplos de buenos conductores son los metales, y de buenos aislantes, los plásticos, maderas, aire. Este es el fenómeno por el cual las viviendas pierden calor en invierno a través de las paredes, lo que se puede reducir colocando un material que sea aislante. El coeficiente de conducción térmica de un material es una medida de su capacidad para conducir el calor.

Convección: Si consideramos un material fluido (en estado líquido o gaseoso), el calor, además de transmitirse a través del material (conducción), puede ser "transportado" por el propio movimiento del fluido. Si el movimiento del fluido se produce de forma natural, por la diferencia de temperaturas (aire caliente sube, aire frío baja), la convección es natural, y si el movimiento lo produce algún otro fenómeno (ventilador, viento), la convección es forzada.

Radiación: Todo material emite radiación electromagnética, cuya intensidad depende de la temperatura a la que se encuentre. La radiación infrarroja provoca una sensación de calor inmediata (piénsese en una estufa de butano, por ejemplo). El sol nos aporta energía exclusivamente por radiación.





3) Capacidad calorífica e inercia térmica
Si a un cuerpo le aportamos calor, este eleva su temperatura. Si lo hace lentamente decimos que tiene mucha capacidad calorífica, puesto que es capaz de almacenar mucho calor por cada grado centígrado de temperatura. Las diferencias de capacidad calorífica entre el agua y el aceite, por ejemplo, (mayor la primera que el segundo) es lo que hace que, al fuego, el agua tarde más en calentarse que el aceite, pero también que el agua "guarde" más el calor.
Se llama calor específico de un material (en Kcal/KgºC) a la cantidad de calor que hay que suministrarle a 1 Kg para que eleve su temperatura 1ºC.

La capacidad calorífica y el almacenamiento de calor traen aparejados ciertos fenómenos. Por ejemplo: en casa, en invierno, cuando encendemos la estufa al llegar por la tarde, la habitación tarda en alcanzar una temperatura agradable, y cuando la apagamos, por la noche, la temperatura de la habitación todavía es buena y no se enfría inmediatamente.

Inercia térmica
Este es un concepto importante en las viviendas bioclimáticas: si tienen poca inercia térmica, reaccionarán rápidamente a la radiación solar, calentándose pronto durante el día (hablamos del invierno), pero también por la noche se enfrían más rápido: el retardo entre los aportes de calor y la temperatura alcanzada es pequeño. En cambio, en viviendas con gran inercia térmica, la radiación solar no provocará una subida rápida de la temperatura de la casa, porque el calor se está almacenando, y posteriormente se libera lentamente por la noche, por lo que no se producirá una disminución brusca de temperatura; además, las variaciones de temperatura se amortiguan, no alcanzando valores tan extremos.
Entonces, la inercia térmica en una vivienda lleva aparejado dos fenómenos: el de retardo (de la temperatura interior respecto a la temperatura exterior), y el de amortiguación (la variación interior de temperatura no es tan grande como la variación exterior).

4) Confort térmico
Podemos decir que nuestro cuerpo se encuentra en una situación de confort térmico cuando el ritmo al que generamos calor es el mismo que el ritmo al que lo perdemos para nuestra temperatura corporal normal. Esto implica que, en balance global, tenemos que perder calor permanentemente para encontrarnos bien, pero al "ritmo" adecuado. Influyen varios factores:

Factores que influyen en el ritmo de generación de calor
Actividad física y mental. Nuestro cuerpo debe generar calor para mantener nuestra temperatura corporal, pero también es un "subproducto" de nuestra actividad física y mental. Para una situación de reposo, el cuerpo consume unas 70 Kcal / hora, frente a una situación de trabajo, donde se pueden consumir hasta 700 Kcal / h para un ejercicio físico intenso.
Metabolismo. Cada persona tiene su propio metabolismo y necesita sus propios ritmos para evacuar calor.




Factores que influyen en el ritmo de pérdida de calor
Aislamiento natural del individuo. El tejido adiposo (grasa) y el vello, son "materiales" naturales que aislan y reducen las pérdidas de calor. La cantidad de cada uno de ellos depende del individuo.

Ropa de abrigo:La ropa de abrigo mantiene una capa de aire entre la superficie de nuestro cuerpo y el tejido que nos aisla térmicamente. Aunque la ropa de abrigo provoca una sensación de calentamiento del organismo, en realidad lo único que hacen es reducir las pérdidas de calor pues, evidentemente, no consumen energía ninguna y, por tanto, no producen calor. Como no consumen, es el mecanismo más barato energéticamente hablando para regular la temperatura del cuerpo.

Temperatura del aire:Es el dato que siempre se maneja pero, como decíamos, no es el fundamental a la hora de alcanzar el confort térmico.

Temperatura de radiación:Es un factor desconocido, pero tan importante como el anterior. Está relacionado con el calor que recibimos por radiación. Podemos estar confortables con una temperatura del aire muy baja si la temperatura de radiación es alta.

Movimiento del aire:El viento aumenta las pérdidas de calor del organismo, por dos causas: por infiltración, al internarse el aire en las ropas de abrigo y "llevarse" la capa de aire que nos aisla; y por aumentar la evaporación del sudor, que es un mecanismo para eliminar calor.

Humedad del aire:La humedad incide en la capacidad de transpiración que tiene el organismo, mecanismo por el cual se elimina el calor. A mayor humedad, menor transpiración. Por eso es más tolerante un calor seco que un calor húmedo. Un valor cuantitativo importante es la humedad relativa, que es el porcentaje de humedad que tiene el aire respecto al máximo que admitiría. La humedad relativa cambia con la temperatura por la sencilla razón de que la máxima humedad que admite el aire cambia con ella.





5) Efecto invernadero
Es el fenómeno por el cual la radiación entra en un espacio y queda atrapada, calentando, por tanto, ese espacio. Se llama así porque es el efecto que ocurre en un invernadero, que es un espacio cerrado por un acristalado. El vidrio se comporta de una manera curiosa ante la radiación: es transparente a la radiación visible (por eso vemos a través de él), pero opaco ante radiación de mayor longitud de onda (radiación infrarroja). Cuando los rayos del sol entran en un invernadero, la radiación es absorbida por los objetos de su interior, que se calientan, emitiendo radiación infrarroja, que no puede escapar pues el vidrio es opaco a la misma.
El efecto invernadero es el fenómeno utilizado en las casas bioclimáticas para captar y mantener el calor del sol.

6) Fenómenos convectivos naturales
Es posible utilizar la radiación solar para calentar aire de tal manera que, al subir, escape al exterior, teniendo que ser sustituido por aire más frío, lo cual provoca una renovación de aire que se denomina ventilación convectiva. El dispositivo que provoca este fenómeno se denomina chimenea solar.




En un espacio cerrado, el aire caliente tiende a situarse en la parte de arriba, y el frío en la de abajo. Si este espacio es amplio en altura, la diferencia de temperaturas entre la parte alta y la parte baja puede ser apreciable. Este fenómeno se denomina estratificación térmica. Dos habitaciones colocadas a diferentes alturas, pero comunicadas entre sí, participan de este fenómeno, y resultará en que la habitación alta esté siempre más cálida que la baja.


7) Calor de vaporización
Cuando un cuerpo pasa de estado líquido a gaseoso, necesita absorber una cantidad de calor que se denomina calor de vaporización. Entonces el agua, al evaporarse, necesita calor, que adquiere de su entorno inmediato, enfriándolo. Por eso los lugares donde hay agua están más frescos.
Las plantas están transpirando continuamente, eliminando agua en forma de vapor. Por eso los lugares donde hay plantas están también más frescos.
El agua de un botijo permanece fresca a pesar de que haga calor, gracias a que el barro de que está hecho es permeable al vapor de agua, permitiendo entonces la evaporación de parte del agua interior, que refresca la masa de agua restante.


8) Efecto climático del suelo
El suelo tiene mucha inercia térmica , lo que amortigua y retarda las variaciones de temperatura, entre el día y la noche, e incluso entre estaciones. La amortiguación de temperatura que se produce depende de la profundidad y del tipo de suelo. Para amortiguar las variaciones día - noche el espesor debe ser de 20 - 30 cm, para amortiguar las variaciones entre días de distintas temperaturas, espesor de 80 a 200 cm, y para amortiguar variaciones invierno - verano, espesores de 6 - 12 m.
Aunque en la práctica no sea factible grandes profundidades en enterramientos de viviendas, si que han surgido proyectos de viviendas semienterradas para tratar de aprovechar esta capacidad de amortiguamiento del suelo.





9) Perdida de calor en viviendas (invierno)
Ya hemos hablado de los tres mecanismos de transmisión del calor. En una vivienda, los tres funcionan para producir pérdidas de calor. En el interior de la casa, el calor se transmite entre los paramentos (muros, techos, suelos) principalmente por radiación, y entre los paramentos y el aire interior principalmente por convección. El calor "viaja" a través de los paramentos por conducción, hasta alcanzar el exterior de la casa, donde se disipa por convección y radiación. Para reducir las pérdidas de calor, se actúa principalmente sobre el fenómeno de conducción a través de los paramentos, intercalando una capa de material térmicamente aislante.

Hay que cuidar los llamados puentes térmicos, que son lugares de refuerzo o juntas de los paramentos que pueden estar construidos con materiales diferentes al resto, existiendo por tanto una discontinuidad de la capa aislante. Estos lugares pueden convertirse en vías rápidas de escape del calor.
Sin embargo existe otra causa de pérdida de calor: la ventilación. Para que una casa sea salubre necesita un ritmo adecuado de renovación de aire. Si esta renovación se realiza con el aire exterior, estamos perdiendo aire caliente e introduciendo aire frío. Hay que llegar a un compromiso entre la ventilación que necesitamos y las pérdidas de calor que podemos admitir, a no ser que se "precaliente" el aire exterior de alguna manera.

Pero aunque reduzcamos la ventilación al mínimo, una baja estanqueidad de la casa puede forzar la ventilación aunque no queramos, especialmente en días ventosos: son las infiltraciones. Por ello, es importante reducir al máximo este fenómeno, cuidando especialmente las juntas de cierre de puertas y ventanas. Aunque se reduzca la ventilación y las infiltraciones al mínimo, cuando hay viento, la convección forzada, hace que el calor que se transmite del interior al exterior de la casa se disipe mucho más rápidamente en el paramento exterior. La única manera de disminuir este fenómeno es evitando que el viento golpee la casa, bien eligiendo una ubicación donde la casa esté protegida de los vientos dominantes de invierno, bien estableciendo barreras naturales mediante la vegetación.


10) Microclima y ubicación
El comportamiento climático de una casa no solo depende de su diseño, sino que también está influenciado por su ubicación: la existencia de accidentes naturales como montes, ríos, pantanos, vegetación, o artificiales como edificios próximos, etc., crean un microclima que afecta al viento, la humedad, y la radiación solar que recibe la casa.
Si se ha de construir una casa bioclimática, el primer estudio tiene que dedicarse a las condiciones climáticas de la región y, después, a las condiciones microclimáticas de la ubicación concreta.

Pinturas

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1) Generalidades y Clasificación.
2) Técnica de la Pintura.
3) Clases de pintura.
4) Ensayos.

1) Generalidades y clasificación
Son mezclas líquidas, generalmente coloreadas, que, aplicadas por extensión, pulverización o inmersión, forman una capa o película opaca en la superficie de los materiales de construcción, a los cuales protege y decora.
Las pinturas están constituidas por un pigmento sólido y el aglutinante o vehículo líquido, formando ambos una dispersión.
Las pinturas se clasifican por el color y naturaleza de los pigmentos en: blanco de cinc, azul cobalto, etc. Por el vehículo, en pinturas de agua, cola, aceite. Por el papel que desempeñan, en decorativas, antioxidantes, ignifugas, lavables, etc.

Los pigmentos son cuerpos sólidos, finamente pulverizados, insolubles en el aglutinante o vehículo, siendo su misión la de colorear, dar consistencia y facilitar el secado de la pintura y deben reunir las siguientes propiedades: color, intensidad de color y poder colorante, opacidad o poder cubridor, permanencia o resistencia a la luz y finura (90 ó 100% de las partículas debe ser inferior a 10µ).
El aglutinante o vehículo son los líquidos que llevan en suspensión los pigmentos y, que una vez secos, mantienen unidas las partículas de color entre si y con la superficie sobre la que se aplica la pintura, impidiendo que se desprenda.
Los secantes son los cuerpos que se añaden a las pinturas para catalizar o acelerar la oxidación y polimerización de los aceites vegetales, disminuyendo el tiempo de secado. Generalmente están constituidos por óxidos, resinatos u oleatos de plomo, manganeso y cobalto. Se presentan en forma sólida en polvo, pasta y líquida.

Existe una cantidad óptima de secante a emplear, y si se pasa de ese límite el efecto es contrario, pues en vez de aumentar el secado, lo retrasa e incluso lo detiene. El secado de las pinturas depende, además, de las capas, ventilación, intensidad de luz, etc.

a. Barnices. - son líquidos mas o menos fluidos que, extendidos en capas delgadas sobre los cuerpos, se solidifican, dando una superficie lisa, continua, incolora, brillante. Realza los colores y los protege de los agentes atmosféricos. Pueden ser transparentes u opacos.
Están constituidos por resinas y gomas o ceras disueltas en aceites secantes, o con disolventes volátiles y materias colorantes.
Se clasifican por el disolvente en: barnices al óleo, lacas o barnices volátiles, barnices-lacas y barnices celulósicos. También los barnices se denominan por la resina que contienen.

b. Colorantes de barnices. - Para teñir los barnices se emplean cuerpos inorgánicos, como el óxido de cinc, acetato de plomo, sal de cobalto, etc. Colorantes orgánicos naturales se usan la goma - guta, cúrcuma, indigo, goma laca, carmín, etc. y los colorantes orgánicos artificiales, las anilinas.

c. Aceites secantes. - Los aceites empleados en los barnices serán cocidos de linaza, nuez, cáñamo, adicionados o no de secantes a base de óxidos de plomo, manganeso y cobalto.

d. Disolventes volátiles. - Se utilizan los aceites esenciales de tre­mentina, resina, alquitrán, alcoholes metílico y etílico, éter de petróleo, acetona, sulfuro de carbono y éter sulfúrico.
e. Barnices al óleo. - Se denominan también barnices grasos; están formados por resinas, aceite de linaza cocido y adicionado de secantes en la proporción de un 2 por 100 cuando se emplean óxidos metáli­cos de plomo, manganeso y cobalto y un 5 por 100 cuando son resi­natos u oleatos. Estos barnices se caracterizan por dar capas lustrosas, brillantes y elásticas por oxidación, empleándose en exteriores.

f. Barnices - Lacas. - Llamados barnices volátiles; están constituidos por resinas disueltas en líquidos volátiles, como el alcohol, éter, sulfuro de carbono, etc. Las lacas al alcohol se hacen con goma laca, etc. y para las de esencia de tre­mentina, ámbar y asfalto. Estos barnices son transparentes, incoloros, formando una capa lisa, brillante, resistente, frágil, de rápido secado, usándose en interiores.

g. Barnices - Lacas al óleo o lacas grasas. - Están formados por resinas disueltas en líquidos que, en parte se evaporan y en parte se oxidan, resultando ser una mezcla de los dos anteriores. Estos barnices dan una superficie dura, brillante, compacta, elástica, transparente, inalterable al aire y resistente al agua.

h. Esmaltes. – Son barnices grasos teñidos de colores, generalmente minerales, debiendo estar homogéneamente mezclados, obteniéndose unas pinturas de rápido secado, superficie brillante adherente, elástica, compacta, cuyo brillo aviva los colores, empleándose tanto para interiores como al exterior.


2) Técnica de la Pintura

Preparación del soporte
La superficie que se va a pintar debe estar seca, desengrasada, sin óxido ni polvo, para lo cual se emplean cepillos, sopletes de arena, ácidos y álcalis cuando son metales. Las capas de pintura vieja se quitan mediante rascadores, sopletes y líqui­dos decapantes, a base de disolventes orgánicos, como benzol, sulfuro de carbono, acetona, etc.

Los poros, grietas, desconchados, etc. se rellenan con empastes para dejar las superficies lisas y uniformes. Se hacen con un pigmento mineral y aceite de linaza o barniz y un cuerpo de relleno, para las maderas. En los paneles se emplea yeso con agua de cola, y sobre los metales se utilizan empastes compuestos de 60 a 70% de pigmento. Se emplean tam­bién empastes a base de nitrocelulosa.

Los empastes se aplican con espátula, en forma de masi­lla; con brocha o pincel y con el aerógrafo o pistola de aire compri­mido, los líquidos. Los empastes, una vez secos, se repasan con papel de lija en paredes y madera, y alisan con piedra pómez, agua y fieltro, sobre metales.

Imprimaciones
La primera mano de pintura que se da a un cuerpo debe ser muy adherente, con objeto de lograr, además de su protección, la de servir de soporte a las restantes manos de color.

Su naturaleza varía con la clase de pintura, estando casi siempre compuestas del vehículo o aglutinante, ligeramente coloreado con el pigmento y un diluyente. Con pinturas al temple se emplea agua de cola y con pinturas al óleo, aceite de linaza y aguarrás.

Aplicación de la pintura
Las pinturas se dan con pinceles y brochas, con aerógrafo pistola, pulverizando con aire comprimido, con rodillos de goma y por inmersión.

Las brochas y pinceles se hacen con pelos de diversos animales, siendo corrientes el cerdo. Pueden ser redondas o planas, clasificándose por números o por los gramos de pelo que contienen. Modernamente se hacen de materias plásticas como el nylon.

Los aerógrafos o pistolas constan de un recipiente que contiene la pintura con el aire a presión (1-6 atmósferas) el compresor y el pul­verizador, con orificio que varía desde 0.2 mm a 7 mm, formándose un cono de 2 cm a 1 m de diámetro.


Secado
Las pinturas se secan generalmente al aire con mayor o menor rapidez, según el clima, aireación y clase. Las pinturas celu­lósicas tardan desde treinta a sesenta minutos, las pinturas a la cola y aguada, unas ocho a diez horas; los barnices grasos y las pinturas al óleo, doce a veinticuatro horas.

Los barnices para metales se pueden secar en estufas calentadas a 100 - 200ºC, preparándolos más grasos que los aéreos, con lo cual se alcanzan mayores resistencias.

Bruñido
Se practica para dejar rugosas las superficies y hacer desaparecer las desigualdades con objeto de que tengan más adheren­cia las siguientes manos de pintura. Se hace con papel de lija, piedra pómez y con aceite, papel de vidrio y agua.

Pulimento
La madera se pulimenta con barniz de goma laca en disolución alcohólica extendiéndose en capas delgadas con una mu­ñequilla a la que se agrega unas gotas de aceite de pulir (aceite de pa­rafina). Los metales se pulimentan después de haber sido esmerilados ligeramente con pasta de pulir, y se pulimenta con mezclas especiales a base de aceite, disolventes, agua, etc, con lo que se consigue adquieran un gran brillo.

Consumo de color
Varía con la clase de pintura, soporte, den­sidad, aplicación, poder de cubrición del pigmento, etc.

En números redondos, se pueden tomar aproximadamente: 70­ a 150 gr./m2, para la pintura a la cola; 80 a 100 gr./m2, para la pin­tura al óleo; 90 a 110 gr./m2, para los barnices – lacas y 150 a 200 gr/m2, para las pinturas celulósicas.

Duración
Tiene mucha influencia el número de manos, cons­titución de la pintura, medio, clima, etc. no pudiendo darse con apro­ximación. Para los elementos ferrosos a la intemperie se exige una du­ración de cinco a diez años, que se logra más o menos. Las pinturas celulósicas duran de dos a cuatro años.


3) Clases de Pintura

Las pinturas se denominan, generalmente, por la naturaleza del aglutinante o vehículo y también por el nombre del pigmento; las más corrientes son: pinturas a la cal, silicato, fresco, cola o temple, al aceite u óleo, cera, asfálticas y celulósicas.

Pinturas a la cal
La pintura corriente a la cal, está formada por una lechada de cal grasa o con pigmentos en propor­ción no mayor de 10 a 15 %. Se emplean lechadas claras, dándose, por lo menos, dos manos cruzadas, con brochas grandes de blanquear o aerógrafo. Si el hidrato está en exceso, se agrieta y descascara.
Cuando se desea obtener un blanqueado de mejor calidad se emplean pigmentos especialmente preparados, denominados a la cal, aña­diéndoles agua de cola, etc.

Pinturas al fresco
Se ejecuta sobre enlucidos convenientemen­te preparados y sin secar empleando colores a la cal puestos en sus­pensión en vehículos o aglutinantes.
Las superficies a pintar al fresco se preparan con un primer enlu­cido hecho con mortero de cal hidráulica o cal grasa y puzolana y arena silícea en la proporción de 1 : 3 y cuando ha fraguado, se apli­ca otro enlucido formado por una parte de cal grasa apagada en polvo y dos partes de arena silícea fina y consistencia plástica. Cuando este segundo enlucido ha empezado a endurecerse de forma que resista una ligera presión con los dedos, se aplica la pintura estando todavía fresco el mortero formando, al secar, un solo cuerpo.

Pintura al silicato
El vehículo de esta pintura es el silicato potásico o sódico (vidrio soluble) en disolución acuosa a partes igua­les, pudiéndose emplear todos los colores o pigmentos menos los de plomo. Las manos sucesivas deberán ser más ricas en silicato, pero teniendo la precaución de que no se formen superficies brillantes porque se descascaran, debiendo ser disueltas con agua antes de que se seque o fragüe.
Estas pinturas, a las veinticuatro horas son insolubles en agua

Pintura a la cola o temple
Sólo se aplica en interiores y en especial para decoración de pare­des y techos enlucidos de yeso. Las primeras manos de imprimación se dan con agua de cola caliente ligeramente teñida y luego la de color, teniendo pre­sente que al secar esta pintura baja mucho de tono; que si tiene ex­ceso de cola, se descascara, y se desprende en forma de polvo; apreciando fácilmente si tiene la cantidad precisa de cola, pin­tando un trozo y. pasando la mano no debe des­prenderse.
Esta aplicación de la pintura se simplifica usando pinturas al tem­ple en pasta, que ya llevan la cola, y para su empleo sólo hay que añadir la cantidad de agua necesaria, debiendo haber aplicado una mano a la superficie a pintar con cola vegetal.

Pintura al óleo
Son las pinturas que se preparan con aceites vegetales como vehículo o aglutinante, siendo el más usado el de lina­za. Para diluir se utiliza aguarrás, y como pigmento o colores, aquéllos más convenientes según el objeto a cubrir. Las primeras manos de imprimación, tanto para interiores como para exteriores, se suelen diluir con aguarrás, pero las finales, para exteriores, deberán ser tan sólo con aceite de linaza puro sin diluir.
En las maderas deberán ser pintados previamente los nudos con una disolución de goma laca en alcohol, o se pegarán papeles de estaño con goma laca para evitar salga la resina con el calor.
Los hierros deberán desoxidarse y desengrasar y dar una primera mano de imprimación.

Pinturas al barniz o esmalte
Cuando se emplea el barniz como vehículo, y en el que se ponen en suspensión los colores. Las primeras manos se diluyen con aguarrás, y en la última, sólo barniz. Se me­jora mucho esta pintura puliendo cada mano con lija fina.

Pinturas bituminosas o asfálticas
Las superficies recubiertas con esta pintura quedan muy bri­llantes, pudiendo obtenerse mates agregando negro de humo. Es una de las mejores pinturas protectoras de la oxidación del hierro y fun­dición, por su resistencia al agua, conservándose bien en ausencia de luz y enterradas, como las tuberías de agua y gas, esclusas, etc, y son incompatibles con las de óleo y cola.

Pinturas a la celulosa o al "Duco"
Son suspensiones coloidales de éteres celulósicos (nitrocelulosa o acetilcelulosa) en líquidos muy volátiles, y los que se agregan substancias plastificantes, resinas y pigmentos, para darle flexibilidad, brillo, adherencia, dureza y color.
Las pinturas celulósicas para madera no se pueden aplicar directa­mente por absorber rápidamente los líquidos volátiles, debiendo ser preparada con una masilla tapaporos basado en barnices transparentes celulósicos, conteniendo algo de aceites vegetales y colas, alisándose después la superficie con lija. La pri­mera mano se da con pintura rica en resina, y las sucesivas menos, debiéndose alisar y pulir cada aplicación antes de la siguiente. Un gran brillo se consigue aplicando una última mano de barniz basado en aceite.
La madera deberá estar bien seca, para evitar su movimiento, siendo la de haya y caoba las que dan mejores resultados.
Estas pinturas se aplican con pincel o con aerófagos o pistola de aire comprimido.
Las pinturas celulósicas para metales ofrecen dificultad para adherirse a superficies lisas; hay que empezar por desengrasar con benzol y aplicar la primera mano adherente basado en barnices al aceite; y se aplica después una serie de manos de empastes y es­maltes pulidos, disminuyéndose la proporción de resinas en las sucesivas capas.
Estas pinturas se caracterizan por ser insolubles en agua, elásticas, pudiendo resistir golpes hasta cierto punto; son duras y brillantes, re­sistentes a los ácidos y bases y tienen gran poder aislante. Si se les agrega como pigmento bronce de aluminio del 10 al 30 por 100, se obtienen unas pinturas muy ligeras, cubridoras y tienen gran po­der reflejante, empleándose en construcciones metálicas, reflectores y radiadores.

Pinturas resistentes al calor o ignífugas
Se preparan pintu­ras que pueden resistir hasta 600 ºC., empleando como pigmento polvo de aluminio o grafito y vehículos basado en aceites minerales, que con el calor se queman más o menos, y el pigmento se une sólidamente al soporte. Se emplean también cuerpos amónicos que, por la acción del calor, desprenden amoníaco gaseoso, formando una capa aislante y ácido bórico, fosfato y silicato, que dan una costra incombustible.
Modernamente se preparan pinturas con caucho clorado y resinas de urea, que resisten el fuego de las bombas incendiarias.
Las siliconas se emplean en forma de barnices aislantes del fuego, en electrotecnia, por resistir permanentemente temperaturas de 175° C y accidentalmente hasta los 250 ºC.

Pinturas resistentes a los ácidos y bases
Se fabrican con aceite de madera y 30 a 40 % de resinas sintéticas.

Pinturas antioxidantes
Son las que se emplean para proteger el hierro de la oxidación. Corrientemente se preparan con minio de plomo en proporción de un 50 a 80 %, y aceite de linaza cocido o aceite de madera, aplicados por extensión con brocha como primera mano de imprimación, y después se aplican las otras manos o capas de color.
Modernamente se emplean, con muy buen resultado, las pinturas a base de resinas alquídicas, por ser muy adherentes, y en las que entra en su constitución el caucho clorado.


Pinturas luminosas
Comprenden los siguientes tipos reflejan­tes, fosforescentes y fluorescentes.

a. Pinturas reflejantes: Son las constituidas por perlas de vidrio de pequeño diámetro, pegadas con un adhesivo y lanzadas con soplete sobre una superficie.

b. Pinturas fosforescentes: Son las que, expuestas a la luz visible siguen luminosas en la oscuridad, debido a que devuelven la luz ab­sorbida anteriormente, estando constituidas por pigmentos radiactivos generalmente el bromuro de sodio y sulfuro de cinc.

c. Pinturas fluorescentes: Emiten luz bajo la acción directa de ra­diaciones invisibles, como los rayos ultravioleta (luz negra), rayos X, como las pantallas de radiografía y tubos de alumbrado, y la ilumi­nación cesa cuando lo hace la energía excitadora.

Pinturas plásticas
Están constituidas por una emulsión acuosa de resinas o materias plásticas que secan por polimerizacíón y de pigmentos inalterables a la luz dispersados en ella.

Se caracterizan por su gran poder cubridor, aun en paramentos húmedos, lavables; una vez secas, dan bellos tonos mates o satinados, que no cambian con el tiempo y son de gran duración.


4) Ensayos de Pintura

a) Toma de la muestra
Se agitará previamente la pintura con una varilla o agitador, para homogeneizarlas lo más posible, y si hay varios recipientes, se tomará de algunos de ellos, al azar, para obtener una muestra media.


b) Determinación de la densidad (nch 1001.of89)
Resumen
El método se basa en calibrar el volumen de un recipiente con agua destilada a 25ºC, o a una temperatura previamente convenida, y pesar el contenido de pintura líquida contenido en el recipiente a la misma temperatura de calibración. La densidad se calcula en gramos por mililitro a la temperatura especificada.

Aparatos
- Picnómetro, de cualquier tipo, con una capacidad de 20 a 100 ml. Su diseño debe ser tal que permita llenarlo fácilmente con productos de alta viscosidad, ajustarlo al volumen exacto y taparlo para evitar la pérdida de materias volátiles.
- Termómetros, graduados con una sensibilidad de 0.1ºC.
- Baño de temperatura constante, regulable a 25 ± 1ºC.
- Balanza analítica.


Nota: Los picnómetros especializados, cuando están llenos, pueden tener masas que excedan la capacidad de las balanzas analíticas comunes. En tales casos, se puede usar una balanza de mayor capacidad, con escala graduada al 0.01 gr. El promedio de los resultados de esta balanza tiene la precisión y exactitud necesarias.
- Desecador y balanza provista de un desecador

Calibración del picnómetro
Determinar el volumen del recipiente a la temperatura especificada según se indica a continuación.
Limpiar y secar el recipiente y llevarlo hasta masa constante. Para recipientes de vidrio puede usarse ácido crómico o solventes no residuales y para recipientes de metal pueden usarse solventes. Repetir estas operaciones hasta que la diferencia entre dos pesadas sucesivas no exceda en 0,001% de la masa del recipiente. Deben evitarse las impresiones de los dedos sobre el recipiente puesto que ello hace variar su masa. Registrar la masa, M, en gramos.
Llenar el recipiente con agua destilada recién hervida, a una temperatura levemente inferior a la especificada y tapar el recipiente dejando abierto el orificio de rebalse.
Retirar inmediatamente el exceso de agua o el agua acumulada en las depresiones lavando con acetona o alcohol etílico y secando con un material absorbente. Evitar que queden burbujas de aire ocluidas dentro del recipiente.
Llevar el recipiente y su contenido a la temperatura especificada usando el baño de temperatura constante. Esto puede producir un leve flujo de agua en el orificio de rebalse debido a la expansión del agua producida con el aumento de temperatura.
Eliminar el flujo de agua secando cuidadosamente con un material absorbente, evitando absorber agua a través del orificio, e inmediatamente tapar el tubo de rebalse cuando éste exista y si es necesario secar el lado exterior del recipiente.
Una vez alcanzada la temperatura deseada, no se debe eliminar el agua que rebalse después de la primera limpieza. Pesar inmediatamente el recipiente lleno y registrar la masa, m, en gramos con aproximación a 1 mg.

Procedimiento
Homogeneizar completamente la muestra.
Repetir los pasos señalados en la sección c, sustituyendo el agua destilada por la muestra y la acetona o alcohol etílico por un disolvente apropiado, lavando cuidadosamente las superficies esmeriladas y uniones. Registrar la masa m1, del recipiente lleno y la masa, m´, del recipiente vacío, en gramos.

Expresión de resultados


a.- Cálculo del volumen del recipiente
Calcular el volumen del recipiente, de acuerdo a la fórmula siguiente:


V = m – M/ρ


Donde:
V : Volumen, ml, del recipiente, debe ser el promedio de tres determinaciones, como mínimo.
M : Masa, gr, del recipiente y el agua.
m : Masa, gr, del recipiente seco.
ρ : Densidad absoluta del agua, gr/ml, a la temperatura de ensayo.




Densidad absoluta del agua, gr/ml



b.- Cálculo de la densidad de la muestra
Calcular la densidad de la muestra, gr/ml, de acuerdo a la expresión:
ρ = m1 – m´/V

Donde:
ρ : Densidad, gr/ml, de la muestra.
m1 : Masa, gr, del recipiente lleno.
m´ : Masa, gr, del recipiente vacío.

c) Determinación de la viscosidad mediante el viscosímetro stormer (nch 1003.of89)

Resumen
El método se basa en determinar la carga en gramos necesaria para producir una velocidad de 200 r.p.m. en un motor de paleta sumergido en el producto.

Aparatos



Viscosímetro Stormer Rotor tipo paleta.
con rotor de paleta y contador estroboscópico.


- Viscosímetro Stormer, con motor del tipo paleta y un estroboscopio, según se indica en las figuras. El instrumento puede usarse sin el estroboscopio, pero esto implica una velocidad y exactitud menores. El contador estroboscópico entrega una lectura directa de las 200 r.p.m.
- Recipiente, de 500 ml de capacidad y de 85 ml de diámetro.
- Termómetro, con escala de 20ºC a 70ºC, graduado cada 2ºC.
- Cronómetro, capaz de medir hasta 0,2 seg.
- Juego de pesas, que cubran el rango entre 5 y 100 gr.

Reactivos
Dos aceites patrones, calibrados con respecto a su viscosidad absoluta, y que estén en el rango de viscosidad de la muestra. Estos aceites deben tener una diferencia mínima de viscosidad de 0,5 Pa x s.

Nota: El rango normal del viscosímetro Stormer es cubierto por aceites que tengan viscosidades de Pa x s (70 UK), Pa x s (85 UK) y 1,4 Pa x s (95 UK).

Como aceites patrones son apropiados los aceites de silicona, hidrocarburo, semilla de linaza. Estos aceites pueden ser calibrados con cualquier aparato que mida la viscosidad absoluta.
Asignarle a cada aceite un valor de carga necesaria para producir 200 r.p.m., convirtiendo sus valores de viscosidad en Pa x s, a la carga en gramos, mediante la siguiente formula:
C = 61 η + 906,6 ρ/30

Donde:
C : Carga de aceite, gramos, necesaria para producir 200 r.p.m.
η : Viscosidad del aceite, Pa x s.
ρ : Densidad del aceite, gr/ml

Calibración del aparato
Sacar del viscosímetro el rotor y el portapesas. Asegurarse que la cuerda esté enrollada en forma pareja en el carrete y no se sobreponga a si misma.
Colocar en la cuerda una masa de 5 gr y soltar el freno. El viscosímetro puede usarse satisfactoriamente si inicia la carrera desde este punto muerto y continúa haciéndolo por varias revoluciones del carrete. Si el instrumento no es capaz de iniciar la carrera sin ayuda al agregar la masa de 5 gr, debe ser reacondicionado antes de su uso.
Revisar que las dimensiones del rotor tipo paleta estén dentro de ± 0,01 cm de las dimensiones indicadas en la figura 3.40.
Seleccionar dos aceites patrones que tengan valores de carga para producir 200 r.p.m. dentro del rango de los valores esperados para la muestra.
Ajustar la temperatura de los aceites patrones y del aparato a 25 ± 0,2ºC. Si no se puede obtener la temperatura especificada, registrar la temperatura del aceite, con una aproximación de 0,2ºC, al comienzo y al final del ensayo.
Determinar la carga en gramos necesaria para producir 200 r.p.m. con cada uno de los aceites, usando el procedimiento A, o el procedimiento B mas adelante descritos.
El aparato Stormer está calibrado en forma satisfactoria si la carga medida, corregida si es necesario con respecto a la temperatura, cae dentro de un rango de ± 15% de los valores de carga asignados a los aceites.

Preparación de la muestra
Homogeneizar completamente la muestra y vaciarla en el recipiente de 500 ml, llenándolo hasta 20 ml del borde.
Llevar la muestra a una temperatura de 25 ± 0,2ºC y mantenerla a dicha temperatura durante el ensayo. La temperatura del aparato Stormer debe ser la misma. Si no puede obtenerse la temperatura especificada, registrar la temperatura de la muestra, con una aproximación de 0,2ºC, al comienzo y al final del ensayo.
Cuando se haya alcanzado la temperatura de equilibrio de la muestra, agitarla vigorosamente teniendo cuidado de evitar la oclusión de aire y colocar inmediatamente el recipiente en la plataforma del viscosímetro de manera tal que el rotor tipo paleta quede sumergido en el material hasta la marca indicada en el eje del rotor.

Procedimiento A – Sin estroboscopio.
Colocar pesas en el soporte del viscosímetro y determinar la carga que produce 100 revoluciones en el rango de 25 a 35 seg.
A partir del valor obtenido, seleccionar dos cargas que den dos lecturas diferentes (tiempo necesario para dar 100 revoluciones) dentro del rango de 27 a 33 seg. Empezar a contar el tiempo después de que el rotor haya dado por lo menos 10 revoluciones.
Repetir las mediciones, hasta que se obtengan como mínimo dos lecturas para cada carga que estén en un rango de 0,5 seg.

Procedimiento B – Con estroboscopio.
Conectar el circuito de la lámpara a un circuito de corriente alterna correspondiente al voltaje señalado por el fabricante.
Colocar pesas en el soporte del viscosímetro y determinar la carga que produce 100 revoluciones en el rango de 25 a 35 seg.
A partir del valor obtenido, seleccionar, con una aproximación de 5 gr, un peso necesario para producir 200 r.p.m., en el contador del estroboscopio, punto en el cual las líneas parecen estar estacionarias.
En el caso de que las líneas se muevan en la dirección de la rotación de las paletas, la velocidad es mayor que 200 r.p.m., debiendo entonces quitarse pesas del soporte. En forma inversa, cuando las líneas se muevan en dirección opuesta a la rotación de las paletas, la velocidad es menor que 200 r.p.m., debiendo entonces agregarse peso al soporte.
Repetir las determinaciones, hasta obtener valores de cargas dentro del rango de 5 gr.

Expresión de resultados
Procedimiento A: Calcular, con la aproximación de 5 gr, la carga necesaria para producir 100 revoluciones en 30 seg, mediante la interpolación de los valores de carga necesarios para producir 100 revoluciones entre 27 y 33 seg, registrados en el punto “f”.
Corregir el valor obtenido si la temperatura de la muestra fue diferente a la especificada.




Tabla Krebs – Stormer.





Unidades Krebs correspondientes a la carga necesaria para producir una rotación de 200 r.p.m.



d) Finura
Se opera con tamices de tela de cobre de 6.400 ó 15.400 mallas/cm2, y empleando el agua para los pigmentos insolubles en ella como medio de facilitar el paso de las partículas pues dada la finura de las mallas se obstruyen si se opera en seco. Cuando son los pigmentos solubles en agua, pintura y esmaltes, se emplea el petróleo como líquido de lavado. Con pigmentos metálicos de aluminio y bronce se empleará alcohol desnaturalizado. Se pesa el tamiz dese­cado al miligramo y 25 gr de los pigmentos pesados y pinturas y 2 gr para los ligeros. Se deseca y pesa después del lavado y se refiere a 100 el residuo hallado.

e) Dureza
Se aprecia mediante un lápiz de estaño puro terminado en un cono de 8 mm de diámetro de base y 10 mm de altura apo­yado normalmente y cargado con 500 gr. Se le desplaza a una velo­cidad comprendida entre 0.5 y 1 cm/seg, no debiendo dejar señal. Para los barnices, además, se utilizan filos duros cortantes y con determinada carga, no debiendo ser rayada la superficie pintada o bar­nizada.

f) Tiempo de secado (nch 2143.of 89)
Es el que debe medir para poder aplicar sobre una superficie pintada otra mano de pintura. Se determina aproxi­madamente apoyando un dedo sobre una superficie pintada y obser­vando cuándo deja de adherirse. El endurecimiento final es el tiempo transcurrido desde que se aplica una pintura hasta que, ejerciendo con el dedo una presión de 500 gr no deja huella.
El tiempo de secado al polvo es el necesario para que, aplicado sobre la superficie pintada un papel de filtro cargado con 10 gr/cm2 durante dos minutos, no se adhiera ni deje huella.
El tiempo de secado a la película dura, el transcurrido hasta que una presión de 100 gr/cm2, y durante cinco minutos no se adhiera. También es el tiempo transcurrido hasta poder frotar ligeramente la superficie pintada con un papel esmeril del número 0, sin dejar huella, o hasta peso constante de la probeta.
El tiempo de secado completo es aquel necesario para que no deje huella una presión de 1 Kg/cm2 durante diez minutos.
La pintura se aplica sobre soportes de 20 cm de lado, de metal o vidrio, que se conservarán en una habitación sin corriente de aire, a una temperatura de 20°C. y de tal forma que reciban la luz, pero no los rayos solares. La humedad relativa será del 75 %.

g) Poder cubridor
Se determina por comparación con un color tipo, empastando pesos iguales de uno y otro con cantidades de aceite de linaza pesado y aplicándose sobre iguales superficies hasta ocultar o cubrir bien el color del fondo. Pesando después los recipientes y pinceles, se determina el tanto por ciento de color gastado por unidad de superficie.
Otro procedimiento consiste en cubrir con una pintura una super­ficie que tenga 50 X 50 cm, con cuadrados blancos y negros de 5 centímetros de lado sobre linóleo aceitado o, mejor aún, recubierto con un barniz celulósico, Se pesa el recipiente y brocha o pincel, aproxi­mando al medio gramo. Se moja la brocha de pintura y se va dando un brochazo en cada cuadro, extendiéndola a continuación con la misma brocha, primero en un sentido y después en el perpendicular a él, y si no se logra ocultar los cuadrados, se añade poco a poco más pintura hasta lograrlo.
La transparencia se aprecia extendiendo el color sobre un vidrio y, una vez seco, se aplica sobre un papel que lleva trazadas unas líneas negras en tinta china.

h) Intensidad de color o tono
Se determina por comparación con otros colores semejantes, observando el tinte más o menos intenso que comunica a una substancia dada, con la que se mezcla en determinadas proporciones.

i) Inflamabilidad
De una pintura seca se aprecia sometiéndola a temperaturas elevadas en estufas especiales o directamente a una llama de potencia calorífica conocida y observando cuándo empieza a arder.
Se clasifica como "inflamable" cuando emite vapor inflamable por debajo, de 300 ºC y de "seguridad”, cuando puede alcanzar una tem­peratura de 400 ºC, sin inflamarse.

j) Continuidad
De una pintura protectora de metales se aprecia si forma una superficie continua uniéndola a un polo de la batería formada por dos pilas secas de 3,5 voltios, y el otro polo, a un pincel metálico formado por hilos de cobre de 0,5 mm de diámetro, intercalando en el circuito un pequeño teléfono de 25Ω. Deslizando el pincel sobre la capa de pintura, las soluciones de continuidad se apre­ciarán por un ruido en el micrófono al cerrarse el circuito.

k) Impermeabilidad
Se determina recubriendo esferas de 4 cm de diámetro, de madera de haya, con las manos de pintura deseadas, y una vez secas, se sumergen veinticuatro horas en agua a 20º, y el aumento de peso, referido a tanto por ciento de la esfera, define la permeabilidad.

l) Tenacidad
Se determina midiendo la resistencia a la tracción de una película de pintura. La película se obtiene sobre un papel fuerte de dibujo de lavado, sujeto, en estado húmedo, a un tablero, y, una vez seco, se le da dos manos cruzadas de azúcar o goma arábiga al 15% en peso. Sobre el papel así preparado se extiende una capa de pintura del espesor que se quiera, pues pesando el recipiente y pincel antes y después, sabiendo la densidad de la pintura, el cociente nos da el volumen, y dividiendo por la superficie pintada se determina el espesor.
Las capas de pintura con dos manos, generalmente suelen tener 0,1 mm de espesor, y como no tiene resistencia apenas, se emplean de 0,2. Una vez secas, a los siete días, en atmósfera seca, a 15 a 18° C, y a la luz, sin que le dé el sol, se cortan tiras de 5 cm de ancho y 30 de largo, en el sentido de las últimas pinceladas, las cuales se sumergen en agua tibia a 30º, para que se despeguen, y lavan cuidadosamente sobre un vidrio para desprender el azúcar o goma, dejándose secar sobre papel secante, y se cuelgan con unas pinzas al aire hasta su ensayo.
La tenacidad o resistencia a la tracción se determina con las pelícu­las de pintura mediante el dinamómetro de Schopper, empleado para el ensayo de papeles y telas. De no disponer de este aparato, se puede determinar también fijando los extremos de una tira a dos carretes de película fotográfica; a uno de ellos se fija un recipiente para recibir per­digones de la balanza Michaelis, y fija el otro carrete a un soporte. Las películas de buena pintura, de 5 cm de ancho y 0,1 mm de espesor, tienen una resistencia de 1 a 3 kilogramos.

m) Determinación de la flexibilidad (nch 2139.of89)
A través del método del mandril cilíndrico.

Resumen
El método se basa en doblar una lámina, a la cual se le ha aplicado una película de pintura de espesor uniforme, sobre mandriles cilíndricos de diferentes diámetros y determinar la flexibilidad a partir del mandril de mayor diámetro que produce un agrietamiento de la película de pintura o producto afín.

Aparatos
- Mandriles cilíndricos, serie de seis barras de acero cilíndrico, con los diámetros siguientes: 25 mm; 19 mm; 12,7 mm; 9,5 mm; 6,4 mm y 3,2 mm.
- Soportes adecuados para sujetar firmemente los mandriles.
- Láminas metálicas, con un espesor de 0,8 mm.
- Aplicador de película o atomizador.

Preparación de la muestra
Preparar láminas de acero perfectamente lisas y uniformes y de bordes ligeramente redondeados para eliminar cualquier imperfección. Las láminas deben lijarse previamente con una lija al agua, debiendo estar limpias y libres de polvo y grasa en el momento de su uso.
Aplicar sobre las láminas de acero una película uniforme de la muestra de ensayo mediante el aplicador, de modo de obtener un espesor de acuerdo a lo indicado en la norma del producto. Dejar secar al aire o en estufa durante siete días a 23 ± 2ºC y 50 ± 5% de humedad relativa y medir el espesor de película seca.

Acondicionamiento de la muestra
Dejar las láminas de acero durante 24 horas como mínimo a 23 ± 2ºC y 50 ± 5% de humedad relativa. Realizar el ensayo de las muestras en el mismo ambiente o inmediatamente después de su acondicionamiento.

Procedimiento
Efectuar el ensayo en duplicado con cada mandril. Colocar una lámina de ensayo acondicionada sobre el mandril especificado en la norma del producto o, si ésta no existe, en aquel mandril, dejando como mínimo 50 mm de la lámina sobresaliendo a cada lado.
Doblar la lámina con los dedos aproximadamente 180º alrededor del mandril, en 1,5 s. Sacar la lámina de ensayo del mandril y examinar inmediatamente si existen grietas en la zona de doblado.
Si no se observan grietas, repetir el procedimiento usando en forma sucesiva mandriles de diámetros menores al inicial en áreas no ensayadas previamente del espécimen de ensayo, hasta que aparezca alguna falla en la película o hasta que se emplee el mandril de menor diámetro.

n) Resistencia a los agentes atmosféricos
Las pinturas aplica­das sobre madera o planchas de hierro se someten a la acción de la luz, aire, agua, calor, frío, vapores, líquidos, etc, durante un año, examinándose la apariencia e integridad de la película y la protección ejercida sobre el soporte.
Se somete a películas desprendidas de un soporte a estos agentes, y compara los resultados obtenidos de tenacidad, elasticidad, fragi­lidad con otras conservadas en aire seco y sin experimentar las acciones atmosféricas.
Como este ensayo es muy largo, se pueden hacer ensayos acelerados o de envejecimiento con película y paneles sometiéndolos a la acción de luz ultravioleta, chorros de vapor de agua y gases, riegos con agua, ácidos, bases y sales en disolución, temperaturas de + 5° y -10º centígrados, etc.

ñ) Análisis físico - químico de pinturas
Para determinar la natu­raleza, composición y proporción de los distintos elementos que cons­tituyen las pinturas, hay que hacer análisis físico - químicos para carac­terizarlos, como densidad, índice de refracción, acidez, saponificación, índice de yodo, punto de solidificación, ebullición, etc.

o) Determinación del espesor de película seca

Aplicación
Este ensayo establece un método de determinación del espesor de película seca. Este ensayo se aplica a películas de pintura barnices y productos afines, no magnéticos, que se aplican sobre un material a base de fierro. No se aplica a películas que sean fácilmente defor­mables bajo la carga del instrumento de medición.

Aparatos
Micrómetro magnético: Operado en forma mecánica o eléctrica. Los instrumentos operados mecánicamente incluyen un magneto en forma de herradura cuyo contacto se coloca directamente sobre la superficie de la muestra. Los instrumentos operados eléctricamen­te utilizan una sonda instrumental separada que aloja el magneto la cual debe ser colocada directamente sobre la superficie de la muestra. En ambos casos, el espesor de película se lee en la es­cala del instrumento. De acuerdo a las instrucciones del aparato, la medición debe efectuarse en superficies planas, o curvas y en forma horizontal o vertical.

Calibración del Aparato
Calibrar el aparato en un área libre de campos magnéticos. No debe existir una vibración aparente en la pieza de ensayo cuando se esté calibrando el aparato.
Usar una sección de la lámina de ensayo que no esté recubier­ta. Si no existen zonas sin recubrimiento, pueden usarse láminas no recubiertas del mismo material sobre el cual se agrega el re­cubrimiento para efectuar el ensayo. La calibración del aparato debe efectuarse en un mínimo de tres puntos de la superficie no recubierta.
Usar hojas delgadas de material no magnético para efectuar la calibración, midiendo su espesor con un micrómetro, de acuerdo a las instrucciones dadas por el fabricante. Seleccionar las hojas delgadas cuyo espesor esté dentro del rango del espesor de la película de ensayo. .
Sostener el contacto del instrumento firmemente sobre la superficie en forma perpendicular al plano de la medición tanto durante la calibración como en la medición de la muestra.
Seguir las instrucciones del fabricante para la calibración específica del aparato.

Preparación de la muestra
Cuando este método se use en terreno la muestra es la estruc­tura recubierta o el artículo al cual se le evaluará el espesor de película seca.
Para uso en laboratorio aplicar el material de ensayo sobre láminas de composición y superficie predeterminadas en la norma correspondiente.

Procedimiento
Usar el aparato previamente calibrado. Asegurarse que el recubrimiento esté seco antes de usar el aparato.
Verificar que el extremo magnético del aparato y la superficie de ensayo se encuentren limpias. Cualquier contaminante, ya sea magnético o no magnético, afectará las lecturas del aparato.
Efectuar las mediciones en áreas en las cuales no exista vi­braciones o campos eléctricos o magnéticos.
Si las lecturas del espesor caen fuera del rango determinado durante la calibración, repetir el procedimiento de calibración en el rango de las mediciones. Comprobar frecuentemente la calibración del aparato durante su uso, de modo de asegurar que el aparato sigue midiendo en forma apropiada.
Efectuar un número suficiente de lecturas para caracterizar la muestra, de acuerdo al siguiente criterio.
- En las mediciones de laboratorio, el mínimo recomendable son tres determinaciones por cada lámina de 75 x 150 mm, o propor­cionalmente más lecturas si las láminas son de tamaño mayor.
- En las mediciones en terreno, el mínimo recomendable son cin­co determinaciones al azar por cada 10 m2 de superficie. Cada una de las cinco determinaciones indicadas debe corresponder al valor promedio de tres lecturas separadas dentro del área de un círculo de 12 mm de diámetro.
- Efectuar las mediciones como mínimo a 25 mm de cualquier borde o esquina de la muestra. Si es necesario medir a una distancia me­nor a 25 mm, volver a comprobar la calibración en el área específica para determinar el efecto, si es que existe, que causa el borde en la medición.

elementos hormigón simple (prefabricación)

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La prefabricación es un método industrial de producción de elementos o partes de una construcción en planta o fábrica y su posterior instalación o montaje en la obra.

Esta técnica, que ha tenido un enorme desarrollo a nivel mundial, presenta claras ventajas cuando se requiere utilizar elementos repetitivos y/o industrializar las faenas de construcción y mejorar su productividad. Entre ellas se destacan las siguientes:

1. Uso múltiple y repetitivo de encofrados o moldajes.
2. Reducción de plazos de construcción.
3. Organización similar a una fábrica, con mayor grado de mecanización, mano de obra estable y especializada, aprovechamiento de las ventajas de la normalización y producción en serie.
4. Mayor facilidad para un adecuado control de calidad.
5. Menor formación de juntas de hormigonado.
6. Posibilidad de aplicar técnicas de pretensado, curado acelerado, etc.

La prefabricación puede llegar a ser aplicada a elementos de hormigón simple, como soleras, tubos, bloques, ladrillos, etc; a elementos sencillos de hormigón armado como postes y pastelones, y a sistemas mas sofisticados como losas, vigas,columnas.

a continuacion se presentan algunos:

A) Adoquines.
B) Baldosas.
C) Soleras.
D) Bloques huecos de hormigón de cemento.
E) Pastelones.

A) Adoquines
Los adoquines se destinan a servir de pavimento. Su campo de aplicación es muy variado, desde una entrada vehicular hasta enlaces de carreteras, losas de estacionamiento de aviones, etc.
Su forma y espesores (6 – 8 - 10 cm), tienen relación directa con la resistencia de los pavimentos.



Aspecto de un adoquin.


características más relevantes a considerar son:
Aspecto: Deben presentar un aspecto compacto, sin fisuras, ni descascaramiento, saltaduras o cualquier otra irregularidad que pueda interferir con su correcta colocación. Sus aristas deben ser lisas y regulares en toda su longitud.


Tolerancia dimensional: Las medidas de largo y ancho de los adoquines no deben variar en mas de 2 mm con respecto a las medidas nominales fijadas por el fabricante. El espesor debe estar comprendido dentro de –2 mm y + 5 mm del espesor nominal.
Peso Unitario: El peso unitario de los adoquines, secados al horno, no debe ser inferior a 2200 kg / m3.


Resistencia a la compresión: Se definen dos niveles de resistencias características a la compresión: 350 y 450 kgf/cm2. La selección de resistencia se hará conforme al diseño del pavimento.


Absorción: El porcentaje máximo de absorción debe ser 7% como promedio y de 8% en adoquines individuales. Este requisito es aplicable en zonas donde se producen ciclos de hielo-deshilo.


Resistencia al Desgaste: Presentan en general una buena resistencia al desgaste, sin embargo, en determinadas condiciones, se podrá exigir el cumplimiento de esta propiedad, aceptándose un desgaste de 15 cm3 / 50 cm2, correspondiente a una pérdida de espesor inferior a 3 mm.

Criterios de Aceptación y rechazo:
-El muestro debe corresponder al 1 % de los adoquines de la partida, con un mínimo de 5 unidades para cada ensayo.
-Se aceptan sin observaciones las partidas de adoquines que cumplan, en todos los ensayos con los valores promedios indicados anteriormente.
-En caso de que algunos de los valores resulten insuficientes, se repetirá el ensayo correspondiente con el doble del número de unidades (10 adoquines).
-Se rechaza la partida de adoquines que, en definitiva, no satisfaga todos los valores promedios y mínimos exigidos, luego de haber repetido todos los ensayos que correspondiera.

Ensayo de adoquines
El número de probetas a ensayar es 5 por cada 5000 adoquines o por cada jornada diaria de trabajo.

Ensayo de compresión
Para efectuar este ensayo se requiere de una prensa con una capacidad de carga compatible con la resistencia de estos elementos, aplicada a una velocidad de aproximadamente 25 kg/cm2 por segundo. Las muestras a ensayar se deben encontrar en estado de humedad en equilibrio con el ambiente, recomendándose un periodo de almacenamiento de no más de 4 días en laboratorio, con circulación natural de aire alrededor de las probetas.
Previo al ensayo es necesario tener determinada el área total y el área neta de cada adoquín. Se define como área neta aquella que queda comprendida entre los chaflanes. La probeta se ubica en la máquina de manera que su cara de desgaste quede en un plano horizontal y que sus ejes principales coincidan con las placas de la prensa.
La carga se aplica sin impactos y de manera uniforme hasta el límite en que la carga no pueda ser sostenida. La máxima lectura se anota en el registro. La resistencia a la compresión de cada unidad se calcula dividiendo la carga máxima anotada por el área neta del adoquín.

Calculo de la resistencia característica:
La resistencia característica se determinará con los resultados de los 5 ensayos realizados y su valor se define como el valor promedio menos 0,43 veces el rango de la muestra.

Determinación de la absorción
El adoquín se sumerge en agua a temperatura ambiente (15ºC a 25ºC) durante 24 horas.
Luego se deja drenar libremente durante 1 minuto, procediéndose a secar sus superficies con un paño seco.
Se pesa el adoquín, obteniéndose el peso saturado Pn.
Posteriormente se coloca el adoquín en un horno a temperatura constante entre 100ºC y 105ºC, durante 24 horas a lo menos y hasta que dos pesadas sucesivas, con dos horas de intervalo, muestren una perdida de peso no superior al 0,2 % entre una y otra. El peso así obtenido será el peso seco Ps. Se calcula el porcentaje de absorción de acuerdo a la expresión.

A (%) = Pn – Ps /Ps x 100

Determinación de la resistencia al desgaste
Se puede aplicar la norma ASTM C418-76 para determinación de resistencia al desgaste de hormigones por el método del chorro de arena.
Para su realización se requiere de un equipo especial de chorro de arena capaz de entregar una presión controlada de 7 kg/cm2, provisto de una pistola terminada en una boquilla de 6.35 ± 0.02 mm de diámetro interior. Como abrasivo se utiliza arena de sílice de tamaño comprendido entre 0.85 y 0.60 mm.
Las muestras se ensayan en condición saturada y secas superficialmente.

El ensayo se realiza aplicando el chorro de arena perpendicular a la superficie de la muestra, a una distancia de 76 ± 2.5 mm de la boquilla, con una presión de aire de 60 ± 1 lb/pl2; el flujo de abrasivo debe ser de 600 ± 25 g/min y la duración del ensayo de 1 minuto.
El ensayo se repite en un mínimo de 8 puntos diferentes de la superficie.
La determinación del volumen del material extraído se hace llenando las cavidades con arcilla para modelar de densidad conocida.
El resultado se expresa como el volumen de material extraído por unidad de superficie, aproximado a 0.01 cm3/cm2.


B) Baldosas
Son elementos de mortero de cemento, destinados a pavimentos. Se emplean en construcciones a la intemperie, interiores de viviendas, pavimentos industriales y recintos húmedos. En general, donde se requieren pisos lisos, no absorbentes y de fácil limpieza.

Según su textura superficial, las baldosas pueden ser lisas o en relieve. Según su elaboración se dividen en:

Baldosas al seco: Constituida por dos capas de mortero; una inferior formada por arena y cemento, una superior constituida por cemento, un material inerte y pigmentos destinados a dar a la baldosa el color deseado. Los morteros de ambas capas se emplean húmedos.

Baldosa al líquido: Es aquella que esta formada por tres capas de mortero; una inferior compuesta de arena y cemento; una intermedia llamada capa secante, compuesta de una mezcla seca de arena fina y cemento, y una superior formada por cemento, un material inerte y pigmentos ( Esta última capa se aplica en estado líquido).
Las baldosas tienen las siguientes dimensiones:




Dimensiones de Baldosas.


El espesor de la capa superior debe ser a lo menos 2 mm. En las baldosas con estrías no debe ser inferior a 1 mm medido bajo el fondo de la estría.
Las baldosas no deberán tener defectos que puedan afectar su durabilidad o resistencia.

A. Criterios de Aceptación y rechazo
Para los ensayos se seleccionan baldosas representativas del lote completo por calificar.
Se toma el 1 por mil del lote con un mínimo de 15 baldosas.
Cada muestra se marca de modo que puedan ser identificadas en cualquier momento.

B. Propiedades Físicas y mecánicas
Se presenta en la tabla siguiente:




Propiedades Mecánicas de las Baldosas.

Ensayo de baldosas

Resistencia al choque
Para este ensayo se usan 5 baldosas enteras y secas.
Procedimiento:
La baldosa se apoya horizontalmente sobre una capa de arena de 2 cm de espesor, y se deja caer sobre el centro de ella un martinete de 590 gr de peso, con su extremo redondeado. El ensayo se inicia desde una altura de 12 cm, la que se aumenta 1 cm después de cada golpe.
La resistencia al choque se expresará como la altura de caída antes de producir la rotura.

Resistencia a la flexión
Se determina sobre 5 probetas de 200 mm de ancho. Los apoyos deben estar constituidos por dos piezas de madera de 20 x 20 mm, separados 170 mm entre si. La carga se aplica en el punto medio y se transmite por un semicilindro de madera de 20 mm de radio.
El ensayo se realiza en una prensa hidraulica de capacidad adecuada provista de un manómetro o utilizando un dispositivo.La carga se aplica llenando un recipiente con arena, el que se pesa para determinar la carga de rotura.

Procedimiento:
Colocada la baldosa sobre los apoyos se aplica una carga creciente hasta que se produzca la rotura. Las baldosas acanaladas en un solo sentido se ensayan colocando los apoyos paralelos a las estrías.
El resultado del ensayo se expresa por la carga media en kilogramos.









Resistencia al desgaste
Se ensaya como mínimo 3 muestras del mismo material en estudio.
Del centro de la baldosa se cortan dos trozos de aproximadamente 40 cm2 de superficie, los que se secan al horno durante 24 horas entes del ensayo.

Procedimiento:
Para efectuar el ensayo se requiere de una máquina especial provista de un disco de fierro fundido que gira en torno a un eje vertical.
La muestra se coloca sobre el disco, en un sujetador adecuado que la haga girar lentamente. Como material abrasivo se usa granate cálcinado del tipo almandino de granulometria normalizada.Despues de 4 ciclos de 55 revoluciones cada uno se determina la perdida de peso de la baldosa.
El grado de desgaste se calcula como la diferencia de los pesos iniciales y finales dividida por la superficie de cada probeta.

Resistencia a la compresión
Se ensaya un minimo de 5 probetas.
Procedimiento:
Para el ensayo de compresión se confeccionan probetas cúbicas formadas por dos trozos de la misma baldosa.
En las baldosas acanaladas, las estrias deben alisarse con una pasta de yeso y cemento en proporción 1:1 en volumen.
El ensayo se efectua despues de 7 dias de pegadas las baldosas que forman la probeta. La prensa de ensayo debe tener una capacidad adecuada y permitir la medida de las cargas con la exactitud que amerita.
El esfuerzo de compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el promedio de las secciones superior e inferior de cada probeta.
Nota: Debido a las solicitaciones que denben resistir las baldosas, los factores mas importantes a controlar, son la resistencia a la flexion, desgaste y choque. La resistencia a la compresion es solo un indice relativo de la calidad del hormigón.






C) Soleras
Son elementos de hormigón de forma prismática, destinados a servir de límite entre calzadas y veredas. También se usan como restricción lateral en pavimentos de adoquines.

Soleras Tipo A
Longitud de 90 cm y como sección transversal un rectángulo de 16 cm de base y 30 cm de alto, con un corte triangular de 15 cm de altura y 4 cm de base en una de sus esquinas superiores.

Soleras Tipo B
Longitud de 50 cm y como sección transversal un rectángulo de 12 cm de base y 25 cm de alto, con un corte triangular de 15 cm de altura y 4 cm de base en una de sus esquinas superiores.

Soleras Tipo C
Longitud de 50 cm y como sección transversal un rectángulo de 10 cm de base y 25 cm de alto, con un corte triangular de 12 cm de altura y 2 cm de base en una de sus esquinas superiores.






En forma complementaria se emplean soleras curvas, que son de las mismas dimensiones pero tienen una curvatura en su longitud. La elección del tipo de solera esta determinada por las características del pavimento, espesor y diseño, y la importancia de la vía en que se esta empleando.

Criterios de aceptación y rechazo:

-De cada tipo y lote se debe tomar una muestra constituida por 3 soleras para cada ensayo.
-Se acepta la partida si los valores obtenidos en los ensayos son iguales o superiores a los indicados en la tabla de ensayos.
-Si alguno de los valores fuera insuficiente, se repite el ensayo con una nueva muestra de 6 unidades.
-Se acepta la partida si las muestras cumplen con los mínimos establecidos para el o los ensayos repetidos.
-Se rechaza la partida cuando alguno de los valores obtenidos (individual o promedio) aún es insuficiente.


ensayos a soleras.


Ensayos a soleras
De cada tipo y lote se toma una muestra de 3 soleras para cada ensayo.


Ensayo a la flexión
Para efectuar este ensayo se requiere de una prensa de tamaño tal que permita introducir la solera completa; alternativamente se podrá utilizar un marco rígido de acero, con un gato hidráulico de capacidad adecuada provisto de un manómetro calibrado para medir las cargas.
El ensayo se realiza con la solera apoyada por su cara posterior en dos maderas de 5x5 cm de sección. Para la solera tipo A la luz es de 50 cm; para las B y C la luz se reduce a 30 cm.
Se aplica la carga en el centro de la luz, a Través de otra madera, que se ajusta al perfil de la cara con rebaje y que tiene por largo, el alto de la solera.
Se anota la carga máxima aplicada para producir la rotura.





Ensayo de impacto
Para la realización de este ensayo se debe disponer de una bola de acero con un peso de 3200 g y una guía vertical graduada en centímetros con un pie de apoyo. La solera se coloca apoyada sobre los listones de madera, en igual forma que para el ensayo de flexión y se deja caer en el centro de ella la bola de acero. Inicialmente esta se deja caer desde 5 cm de altura, aumentando sucesivamente la altura de 5 en 5 cm hasta llegar a 40 cm. Luego se sigue incrementando la altura de caída en un centímetro cada vez, hasta alcanzar la rotura o sobrepasar la exigencia.





En la regla vertical se desliza un anillo que indica el lugar para dejar caer la bola. Se anota la altura de caída necesaria para producir la fractura de la solera.

Ensayo de compresión
Se hace sobre probetas cúbicas de 10 cm de arista o testigos cilíndricos de 15 cm de diámetro, cortados de la parte interior de las soleras.
Este ensayo tiene la complicación del corte, por lo que solo se hace en forma esporádica.
Para efectuarlo, además de una prensa de ensayo se debe disponer de un equipo especial para el corte con disco diamantado, o una testiguera, y accesorios para el refrentado de las probetas.

Nota: Por las solicitaciones que resisten las soleras son más importantes de verificar la resistencia a la flexión y al impacto. La resistencia a la compresión es solo un índice de calidad del hormigón, la cual es conveniente controlar por medio de probetas cúbicas o cilíndricas moldeadas a partir de muestras del hormigón fresco.


D) Bloques huecos de hormigón de cemento
Es un elemento de hormigón con forma de paralelepípedo, de base rectangular o cuadrada, destinado a ser usado como unidad de albañilería. Normalmente tienen huecos, los que alcanzan hasta un 50 % de su volumen bruto.





La exigencia de absorción máxima no se aplica a los bloques de ancho igual o inferior a 100 mm, los que no se deben usar en muros exteriores.
Al momento de la entrega, los bloques no deben contener mas del 40% de la cantidad de agua fijada como absorción máxima.
Las condiciones de aceptación o rechazo son las siguientes (Nch 181 of.67).




Bloques huecos, resistencia y absorción.





Bloques huecos – exigencias dimensionales.




Ensayos de bloques de hormigón

Compresión
La resistencia a la compresión se determina sobre un mínimo de 5 probetas.

Procedimiento:
Para realizar este ensayo se requiere de una prensa con una capacidad mínima de 50 toneladas. Se aplica la carga en forma similar de cómo trabaja el bloque en el muro. Las caras de apoyo y aplicación de carga deben ser refrentadas para que queden lo mas paralelas posible y permitan que la carga se reparta uniformemente. La probeta se coloca centrada en la prensa, y se somete a carga hasta producir la rotura. La tensión de rotura se calcula, dividiendo la carga máxima por el promedio de las áreas brutas superior o inferior de cada bloque.

Nota: Cuando los bloques se destinan a la construcción de albañilería armada se debe efectuar el ensayo de resistencia a la compresión de prismas de albañilería.

Absorción de agua y contenido de humedad
Para ambos ensayos se utiliza una probeta.


Procedimiento:
Se determinan los siguientes pesos:
Peso del bloque sumergido y suspendido (Pss). Se sumergen los bloques durante 24 horas (hasta peso constante) en agua a temperatura entre 15 y 25 ºC. Luego se pesan sumergidos en agua (colgando de un alambre).

Peso saturado (Ph).Los bloques sometidos al proceso anterior se sacan del agua, se dejan estilar durante un minuto, sobre una malla de alambre y se les seca el agua superficial con un paño. Luego se pesan.

Peso seco (Ps). Los bloques se colocan en un horno a una temperatura de entre 110º y 115ºC, durante 24 horas o hasta obtener peso constante. Luego se pesan.

Calculo de la absorción y del contenido de humedad
Absorción (kg / m3)
Ab = Ph – Ps/Ph-Pss x 1000

Absorción como porcentaje del peso de la muestra seca (A1 %)

A1 = Ph – Ps /Ps x 100


Contenido de humedad (C %)
C = Pm – Ps /Ph-Ps x 100


En que
Ph = Peso al aire de la muestra saturada (kg)
Ps = Peso de la muestra seca (kg)
Pss = Peso de la muestra sumergida y suspendida (kg).
1000 = Peso del agua a 4ºC (kg / m3)
Pm = Peso de la muestra al momento de seleccionarla (kg)


E) Pastelones
Son elementos de hormigón destinados a servir de pavimento. Tienen formas y dimensiones variadas: cuadrados, rectangulares, hexagonales, etc. También difieren en su terminación, que pueden ser lisa, coloreada, con el árido grueso a la vista, etc.

Deben tener cantos vivos y llenos, superficies lisas exentas de trizaduras y grietas. Deben ser de color uniforme y poseer una distribución pareja de áridos en toda su superficie. Al ser golpeada con un martillo deben emitir un sonido agudo. Sus dimensiones van desde 25 x 25 cm hasta 80 x 80 cm, con espesores entre 4 y 5 cm.

El control de calidad de producción se puede realizar en base a probetas cúbicas moldeadas a partir del hormigón fresco y ensayadas a compresión a los 7 y 28 días. Para determinar la calidad del producto final es suficiente el ensayo a la flexión que puede ser implementado en la fabrica.



Aspecto de un pastelón.





Criterios de aceptación y rechazo:
-Se aceptarán sin observaciones las partidas de pastelones que cumplan con los valores promedios y extremos indicados.
-En caso que alguno de los valores resulte insuficiente se repite el ensayo correspondiente con el doble de número de muestras (10 pastelones).
-Se rechaza la partida de pastelones que, en definitiva, no satisfaga los valores promedios y mínimos exigidos, luego de haber repetido los ensayos que correspondiera.









exigencias de resistencia de pastelones.

Ensayos de pastelones

Flexión
Equipamiento :
Para efectuar el ensayo se requiere de un marco rígido, provisto de un gato y un manómetro, que aplique la carga en forma creciente hasta producir la rotura.
Como apoyo se utilizan dos piezas de madera de cantos rectos. La carga se aplica por intermedio de un semicilindro de madera de 10 mm de radio.

Procedimiento :
La superficie de carga y las de apoyo deben alisarse con mortero de proporción 1:1 cemento-arena fina. La luz entre los apoyos debe ser inferior en 5 cm a la longitud del pastelón a ensayar.
Generalmente el ensayo se realiza sobre probetas de 50 cm de largo por 20 cm de ancho, aplicando una carga central. Los apoyos deben ubicarse paralelamente y a igual distancia del canto exterior en ambos extremos.
La carga debe ser distribuida con una media caña de aproximadamente 10 mm de radio ubicada en el centro del pastelón y paralela a los apoyos, a través de todo el ancho.

Resistencia al desgaste
Las probetas empleadas son prismas de 6 x 6 cm cortados de pastelones o de las fracciones obtenidas del ensayo a flexión.

Compresión
La prensa de ensayo debe tener una capacidad de 6000 kg y permitir el aumento de carga en forma progresiva y sin golpes. La velocidad de avance de la cabeza móvil de la máquina no debe ser mayor a 1 mm/min.

La medida de las cargas aplicadas se debe hacer con una aproximación de ± 2 %. La resistencia a compresión se mide sobre probetas cúbicas cortadas del pastelón, de arista igual al espesor del mismo. Las superficies de aplicación de carga deben ser refrentadas antes del ensayo.