“APUIQUES
EN LA ZONA DE CONSTRUCION DE GRADERIA CENTRO DE
TELEINFORMATICA Y PRODUCCION INDUSTRIAL, SENA – ALTO CAUCA”.
CONTROLAR Y SUPERVISAR LOS PROCESOS PREVIOS
CRISTIAN JAVIER CASTILLO JOSE MANUEL GARCIIA MARIA ALEJANDRA MUÑOZ JHOAN SEBASTIAN PINEDA
INSTRUCTOR: Ing. NIXON PIAMBA
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE CENTRO DE TELEINFORMATICA Y PRODUCCION INDUSTRIAL PROGRAMA OBRAS CIVILES 1439433 POPAYAN - CAUCA MAYO-2018
Sistemas estructurales Es un sistema compuesto por elementos, capaces de soportar las cargas de la vivienda o edificación y transmitir estas fuerzas a la cimentación y estas a su vez transmitirlas al terreno. Existen cuatro tipos de sistemas estructurales de resistencia sísmica contemplados por la NSR-10 Titulo A, estos se subdividen de acuerdo al tipo de elemento vertical empleado para resistir la fuerza sísmica y la capacidad de disipación de energía de los materiales empleados. Estos sistemas son:
Sistema de Muros de Carga Este sistema no dispone de un pórtico esencialmente completo, por lo cual las cargas verticales son soportadas por muros de carga diseñados para soportar no solo su propio peso, si no el de toda la edificación y de igual forma las fuerzas horizontales son resistidas por estos muros o pórticos con diagonales. En la siguiente gráfica extraída de la NSR-10 tabla A.3-1 se puede observar el comportamiento de este sistema.
Sistema de Pórticos Sistema compuesto por un pórtico resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que permite resistir las cargas verticales y fuerzas horizontales de la estructura. En la siguiente gráfica extraída de la NSR-10 tabla A.3-1 se puede observar el comportamiento de este sistema.
Sistema Combinado Este sistema estructural se subdivide en dos: Las cargas verticales son resistidas res istidas por un pórtico esencialmente completo pero que no resiste los momentos, esto ocurre cuando las columnas no son lo suficientemente rígidas como para soportar las fuerzas horizontales, por lo cual se realizan adicional, muros de carga o pórticos con diagonales que resistan estas fuerzas. Las cargas y fuerzas horizontales son resistidos por un pórtico esencialmente completo, resistente a momentos, combinado con muros de carga o pórticos en diagonales, y no cumpla los requisitos de un sistema dual. En la siguiente gráfica extraída de la NSR-10 tabla A.3-1 se puede observar el comportamiento de este sistema.
Sistema Dual Es un sistema estructural resistente a momentos y sin diagonales, combinado con muros de carga o pórticos con diagonales, para que se le pueda clasificar como sistema Dual se deben cumplir los siguientes requisitos: El pórtico resistente a momentos, sin diagonales y esencialmente completo debe ser capaz de soportar las cargas verticales.
Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros de carga o pórticos con diagonales, con el pórtico pór tico resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad especial de disipación de energía (DES), cuando se trata de concreto reforzado o acero estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) de concreto reforzado, o un pórtico con capacidad mínima de disipación de energía (DMI) de acero estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse para que sea capaz de resistir como mínimo el 25 % del cortante sísmico en la base. Los dos sistemas se diseñan de tal forma que en conjunto sean capaces de resistir la totalidad del cortante sísmico en la base, en proporción a la rigidez del sistema, considerando la interacción del sistema dual en todos los niveles de la edificación, en ningún caso la responsabilidad de los muros de d e carga, o pórticos con diagonales, puede ser menor del 75 % del cortante sísmico en la base. En la siguiente gráfica extraída de la NSR-10 tabla A.3-1 se puede observar el comportamiento de este sistema.
1. ¿Cuál es el objetivo de la NTC 22 89?
Esta norma cubre las barras corrugadas y lisas de acero de baja aleación, rectas o en rollos, para refuerzo de concreto destinadas para aplicaciones donde se requieren propiedades mecánicas y composiciones químicas restrictivas para hacerlas compatibles con aplicaciones que requieran propiedades de tracción controladas o para mejorar la soldabilidad. 2. ¿defina resaltes y barras corrugadas?
Resaltes. Altos relieves transversales presentes en la superficie de la barra corrugada. Barra corrugada. Barra de acero provista de resaltes; barra destinada para usarla como refuerzo en construcciones de concreto y en construcciones relacionadas.
3. ¿Cuál es la composición química química del acero?
El análisis químico de cada colada se debe realizar de acuerdo con la NTC 5192 (ASTM A751). El fabricante debe efectuar un análisis de cada colada de acero a partir de muestras de ensayo tomadas preferiblemente durante el vaciado de la colada. Se deben determinar los porcentajes de carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio, cobre, níquel, cromo, molibdeno, niobio y vanadio. La composición química para el análisis de colada debe limitarse a los siguientes valores:
El fabricante debe efectuar la selección y el uso de los elementos aleantes, combinados con carbono, fósforo y azufre, para obtener las propiedades mecánicas indicadas en la Tabla 2, Tabla 3, Tabla A.2 y Tabla A.3 del Anexo A. Los elementos que comúnmente se agregan son: manganeso, silicio, cobre, níquel, cromo, molibdeno, vanadio, niobio (columbio), titanio y circonio. 4. ¿Especifique los requisitos que deben tener los resaltes del acero?
Los resaltes deben estar separados a distancias iguales a lo largo de la barra. Los resaltes ubicados en lados opuestos de la barra deben ser similares en su forma, tamaño y tipo. Los resaltes deben estar ubicados de tal manera que formen un ángulo no menor de 45° con respecto al eje de la barra. Cuando la inclinación de los resaltes forme un ángulo con el eje de la barra cuyo valor esté entre 45° y 70°, inclusive, los resaltes deben tener una inclinación alternadamente inversa sobre cada lado de la barra, o aquellos ubicados sobre un lado deben estar invertidos en su direc ción con respecto a los del lado opuesto. Cuando el e l ángulo de los resaltes es superior supe rior a los 70° no se requiere dirección inversa. El espaciamiento promedio o la distancia entre los resaltes, a cada lado de la barra, no debe exceder de 7/10 del diámetro nominal de la barra. La longitud total de los resaltes debe ser tal que la distancia de separación (medida ( medida como cuerda) entre los extremos de los resaltes no debe exceder del 12,5 % del perímetro nominal de la barra. Cuando los extremos extremo s terminan en una vena, el ancho anc ho de la vena debe ser considerado como la separación entre los extremos de los resaltes. La sumatoria de las distancias de separación no debe exceder el 25 % del
valor correspondiente al perímetro nominal de la barra. El perímetro nominal de la barra es 3,141 6 veces el valor del diámetro nominal.
5. ¿Cuál es la variación permisible en peso de las barras de acero?
Las barras corrugadas para refuerzo deben ser evaluadas con base en el peso (masa) nominal. El peso (masa), determinado con el peso (masa) medido de las probetas y redondeado de acuerdo con la norma ASTM E29, debe ser mínimo el 94 % del peso (masa) aplicable por unidad de longitud establecida en la Tabla 1 y Tabla A.1. En ningún caso el sobrepeso (exceso de masa) de cualquier barra corrugada cor rugada debe ser causa de rechazo. La variación de peso (masa) para barras lisas se debe calcular sobre la base de la tolerancia permisible en el diámetro. Para barras lisas con diámetros menores que 9,5 mm (3/8 pulgada) utilice la NTC 330. Para barras lisas de diámetro mayor hasta 63,5 mm (2 1⁄2 de pulgadas) inclusive, utilice la NTC 4537.
6. ¿De acuerdo con las fórmulas dadas por la NTC 22 89, calcular la la masa en (kg/m)? Para determinar la masa lineal nominal, dimensiones nominales y requisitos de los resaltes se aplican las siguientes fórmulas de cálculo:
7. ¿Explique y dibuje el marcado de las barras?
Ejemplos de algunos tipos de barras corrugadas
Distancias entre los resaltes y sus extremos, y ángulo de inclinación de los resaltes respecto al eje longitudinal de la barra.
3.1 Actividades Actividades de contextualización e identificación conocimientos necesarios para el aprendizaje.) Actividad de contextualización 3.2.1
Consigna
De No de Argumento acuerdo acuerdo
ES necesario colocar acero en los elementos estructurales, para ayudar a resistir solamente esfuerzos de compresión Las vigas generalmente trabajan a compresión
Los elementos de una cercha están diseñados para trabajar a tensión y compresión solamente
Las columnas en pórtico trabajan solamente bajo esfuerzos de flexión
de
X
Porque los elementos estructurales resisten compresión y flexión.
X
X
X
Las vigas son un elemento estructural lineal que trabaja principalmente a flexión. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión. Una cercha es una celosía; una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nodos formando triángulos planos (en celosías planas) o pirámides tridimensionales (en celosías espaciales). También se les conoce como armaduras. El interés de este tipo de estructuras es que las barras trabajan predominantemente a compresión y tracción presentando comparativamente flexiones pequeñas. Porque las columnas trabajan a compresión y flexión.
Las vigas requieren más acero longitudinal y transversal cerca de los apoyos, pues en estos puntos los cortantes y los momentos son grandes.
X Para el acero transversal siempre se cumple y para el longitudinal depende de si la viga es simplemente apoya o continua.
ACTIVIDAD DE APROPIACION 3.3.2
a- Teniendo en cuenta los diámetros de acero comercial en Colombia, determinar las longitudes de desarrollo y traslapos clase A y B, superior e inferior de todos los diámetros.
BARRA #
LD
L+ CLASE A
L+CLASE B
CM
Inf
sup
Inf
sup
(cm)
(cm)
(cm)
(cm)
#2
30
30
30
30
30
#3
41.48
41.48
53.92
53.92
70.10
#4
55.45
55.45 72.08
72.08
93.70
#5
69.42
69.42
90.23
90.23
117.32
#6
83.39
83.39
108.41
108.41
140.93
#7
119.70
119.70
155.61
202.29
#8
136.95
136.95
155.51 178.03
EJEMPLO: Traslapos Clase A: lt=1.0 ld Actividad sísmica baja. Clase B: lt=1.3 ld Actividad sísmica alta.
178.03231.47
420 3 =2,420∗1∗1 ∗ ⁄∗2, 5 4= 1 ∗1∗√ ∗1∗ √ 2121 8 2,1∗4,58 ∗0,95=43,66∗0,95=41,48 =41,48 =41,48∗1,3=53,92 =41,48∗1,3=53,92 =41,48∗1,3∗1,3=70,10 Varilla #3
Clase A Inf
Clase B Inf
Clase A Sup
Clase B Sup
a- Teniendo en cuenta las gráficas determinar L, C, M, A y extensión de los ganchos de 90, 135 y 180º para todas las barras comerciales en Colombia. TABLA EN EXCEL GANCHO DE 180
GANCH
BARRA
L cm
M cm
D cm
C cm
L cm
M cm
2
13,48
5,08
3,81
6,50
11,11
10,16
3
16,97
7,62
5,72
6,50
16,66
15,24
4
20,46
10,16
7,62
6,50
22,22
20,32
5
23,95
12,70
9,53
6,50
27,77
25,40
6
27,44
15,24
11,43
7,62
33,33
30,48
7
30,93
17,78
13,34
8,89
38,88
35,56
8
34,41
20,32
15,24
10,16
44,44
40,64
a- Determinar los tamaños mínimos de columnas y vigas (DES), teniendo en cuenta la longitud de anclaje con gancho a 90º de vigas de todas las barras comerciales.
BARRA
DIAMETRO CM
hdh.cm
Hmin.col
Hmin.viga
4
1.27
2.40
30.35
25.97
5
1.58
26.75
35.7
30.23
6
1.90
32.13
41.05
35.43
7
2.22
37.45
46.4
40.51
8
2.54
42.80
51.75
45.59
9
2.85
48.15
57.1
50.67
10
3.17
53.5
62.45
55.75
b- Verificar en las diferentes obras que se se están construyendo en el CTPI, si se cumple lo estipulado en los puntos anteriores, elaborar un informe donde se muestren los errores y aciertos, con registro fotográfico.
DESCRIPCION DE OBRA #1 El proyecto contempla una Terminal de Contenedores, de aproximadamente 38 Ha, con 1.780 m de muelle y 305 m de dique de abrigo, más la ampliación y profundización del canal de acceso y el área de maniobras. Tras realizar un análisis de la situación actual y de las previsiones futuras del tráfico marítimo en el Puerto de la Bahía de Cádiz, se justifica la necesidad de la construcción de una nueva Terminal de Contenedores con base a criterios de seguridad, operatividad y competitividad. Los objetivos que se persiguen con esta actuación son: Separación de tráfico de mercancías m ercancías y pasajeros en la dársena dár sena de Cádiz. De esta manera se resuelven los problemas de seguridad, operatividad e imagen derivados de la mezcla de tráficos.
Impulso definitivo al tráfico de contenedores. La nueva terminal de contenedores tendría una superficie de entre 35-40 Has con una longitud de línea de atraque superior a los 1.000 m. De esta manera el Puerto de la Bahía de Cádiz se posicionaría en el tráfico internacional de contenedores aumentando su competitividad en este contexto.
Consolidación del Puerto de la Bahía de Cádiz como motor socioeconómico de la Bahía. El puerto contribuye de forma esencial al funcionamiento y competitividad del tejido industrial de la Bahía de Cádiz, actuando como motor de desarrollo económico. En la actualidad, el paro es el problema económico más grave de la Bahía, por lo que se hace necesario reforzar el papel del puerto como elemento dinamizador de la economía regional.
Mejora ambiental de la Bahía de Cádiz. Las actuaciones llevadas a cab o a lo largo de los siglos en la zona, han mermado la calidad ambiental de la Bahía de Cádiz.
Este hecho hace que se plantee la (1) -3 Estudio de Impacto Ambiental de la Nueva Terminal de Contenedores en la Bahía de Cádiz Descripción del Proyecto y sus Acciones necesidad de mejorar el acceso de las aguas que bañan e inundan la Bahía Interior para aumentar la calidad ambiental de todo el entorno. . Ubicación del Proyecto. El área de ubicación donde se encuentra la actuación a considerar es la Bahía de Cádiz. Esta bahía se encuentra situada en el sector oriental del Golfo de Cádiz, al Este de la línea imaginaria que une Punta Pu nta Candor (Rota) y el Castillo de Sancti San cti Petri, (Chiclana). En la Bahía de Cádiz se pueden distinguir varios sectores: Bahía Externa, situada al N del Estrecho de Puntales, y conectada directamente al Océano Atlántico a través de las más de 5 millas que separan Punta del Sur de Punta Morena. A esta parte de la Bahía se asoman las poblaciones de Cádiz y el Puerto de Santa María. Desembocan en este sector los ríos Guadalete y San Pedro. En este entorno se pueden encontrar encontra r marismas y zonas inundables, ambientes que dan un alto valor ambiental a la zona.
Sector Central, que se corresponde con el Estrecho de Puntales. Se trata de una franja que conecta la Bahía Externa con la Interna y que se corresponde con c on el área marina situada entre la Cabezuela y las costas orientales de la ciudad de Cádiz.
Bahía Interna, situada al Sur y Sureste del Estrecho de Puntales, bañando las costas de San Fernando y Puerto Real. Las marismas también están presentes en esta zona. La Terminal de Contenedores propuesta se ubica en la zona de la dársena de Cádiz Ciudad, al E de la actual dársena comercial, adosada al actual dique de Levante.
Descripción de las Obra La obra de atraque que define la alineación principal de la nueva Terminal está formada por un muelle de gravedad constituido por cajones de hormigón armado con aligeramientos cuadrados que se rellenan a base de material granular. La construcción de los cajones se realiza mediante cajoneros flotantes. Los cajoneros flotantes son estructuras que permiten la realización de los cajones en seco, ganando seguridad, tiempo y minimizando m inimizando los impactos en el medio. Inicialmente, se construye la base (solera) de hormigón del cajón en la plataforma del cajonero para, posteriormente, ir realizando el deslizado hasta a lcanzar el puntal o altura deseado. Una vez alcanzado éste, se lleva a cabo la botadura del cajón; a partir de este momento el cajón se tiene a flote en el agua. La operación prosigue con el transporte del cajón hasta su ubicación definitiva (o provisional en caso de
ser necesarios fondeos provisionales) fondeándose en la banqueta preparada al efecto mediante lastre con agua. Finalmente se rellena el cajón de material gran ular a fin de ganar peso y poder trabajar como estructura de contención de gravedad.
El muelle formado por cajones, como toda estructura de gravedad, requiere unas condiciones de cimentación aceptables. En base al estudio geotécnico realizado es necesario llegar a diferentes profundidades con el fin de conseguir eliminar en su totalidad la capa de fangos. Las cotas alcanzadas serán la -19 en la primera zona (500m) y la -17.50 en la segunda (otros 500 m). La banqueta de escollera será de espesor variable, ya que deben alcanzar la cota de cimentación de los cajones, que será de -16.00 en todo el muelle. El vertido de escollera se realiza mediante gánguiles de vertido por fondo.
Tecnología Prevista La maquinaria más específica que se va a usar en esta actuación, y que la diferencia de cualquier otro tipo de infraestructura son las siguientes: Cajonero flotante para la ejecución de cajones prefabricados de hormigón ar mado
Dragas de succión en marcha para el dragado d ragado de los materiales de baja capacidad portante en la cimentación de las estructuras y para obtener los materiales de relleno necesarios para conformar la futura explanada ganada al mar.
Maquinaria de ejecución de drenes verticales para acelerar la estabilización y el drenaje de la explanada de forma que los asientos a producirse durante la explotación sean mínimos.
CONCLUSIONES RELATIVAS A LA VIABILIDAD AMBIENTAL Y TÉCNICA La viabilidad de las actuaciones propuestas, deben examinarse desde una doble óptica: la ambiental y la técnica. Desde una perspe ctiva estrictamente ambiental, se debe concluir que la obra proyectada no producirá perjuicios ambientales apreciables sobre las condiciones ambientales pre-operacionales, tanto en el lugar de actuación (infraestructura fija de la terminal y dragado), como en su entorno. Esta afirmación se basa en las siguientes apreciaciones: • Las obras se llevarán a cabo en un entorno altamente humanizado e
industrializado, con escasos valores naturales. • La extensión de los rellenos no es de gran magnitud en comparación con las
dimensiones de la canal intermedia de la Bahía de Cádiz y del global del complejo portuario e industrial ubicado en la ciudad de Cádiz.
• Los fondos a dragar, así como los que recibirán los sedimentos del dragado no
presentan valores ecológicos destacables y no se relacionan con la existencia de bancos o comunidades con potencial pesquero. • Los sedimentos a dragar en la zona de actuación, pertenecen a la Categoría I, de
las RGMD de CEDEX con lo cual, estos sedimentos se esperan no produzcan efectos químicos y biológicos perjudiciales sobre la flora y la fauna marina. • El diseño del mue lle proyectado hace que los efectos de la obra sobre la dinámica
litoral no sean apreciables ya que no interfieren significativamente en las líneas de corriente principales que se registran en la canal intermedia, ni en el flujo energético del oleaje que incide en la playa de Valdelagrana, ni en el oleaje y ondas largas en el interior de la zona portuaria. • La integración paisajística del proyecto en el entorno industrial donde se ubicará
se puede considerar buena.
c. Calcular área de acero mínimo y máximo para 5 secciones diferentes de columnas de concreto, además utilizar al menos 3 diámetros de barras diferentes.
30∗30=900 30∗30=900 ∗. ∗ =1,27 . = 7 = = 8 == 30 . = 28.28.34 40∗30=1200 40∗30=900 0.30
0.30
Amin=1%
Amax=4%
1% de 900= 9 4% de 900= 36
Área de barra =
Amin=
Amax =
0.40
0.30
Amin=1%
Amax=4%
1% de 1200= 12 4% de 1200= 48
Área de barra =
∗. ∗ =1.97
= 8 . = 6.6.0909 == 26 . = 24.24.365
Amin=
Amax =
40∗30=1200 40∗30=900 ∗. ∗ =2.85 2 1 = = 6 . = 4.4.21 = 18 . = 16.16.84 0.40
0.30
Amin=1%
Amax=4%
1% de 1200= 12 4% de 1200= 48
Área de barra =
Amin=
Amax =
40∗40=1600 40∗40=1600 ∗. ∗ =3.87 13 == 6 , = 4,4,13 == 18 , = 16,16,54 0.40
0.40
Amin=1%
Amax=4%
Área de barra =
Amin=
Amax =
1% de 1600= 16 4% de 1600= 64
40∗40=1600 40∗40=1600 ∗. ∗ =5,06 = 4 , = 3,3,1616 == 14 , = 12,12,64 0.40
0.40
Amin=1%
Amax=4%
1% de 1600= 16 4% de 1600= 64
Área de barra =
Amin=
Amax =
c- Investigar y hacer un ensayo con respecto a los agentes que causan el deterioro del acero y lo que se debe hacer para su protección.
El acero es el metal más utilizado para la fabricación de estructuras como, por ejemplo, puentes, estanques, casco de buques, etc. Casi todo lo que e stá hecho en metal está potencialmente sujeto a la corrosión. Cuando un metal está expuesto al medioambiente, su comportamiento frente a la corrosión es una pr opiedad conjunta de ese metal y del entorno que lo rodea. Existen muchos tipos de procesos de corrosión diferentes que se caracterizan dependiendo tanto de la naturaleza del material y de las condiciones del medioambiente, donde se desarrollen. Una forma común de clasificar los tipos de corrosión es mediante las siguientes cuatro categorías: corrosión generalizada, corrosión localizada, corrosión combinada con un fenómeno físico, y otros tipos. Corrosión generalizada (uniforme): La corrosión generalizada, también nombrada Corrosión uniforme, ocurre sobre toda la superficie del material de forma homogénea, deteriorándolo completamente. Este tipo de corrosión es el que mayor pérdida de material provoca, pero es relativamente fácil de predecir y controlar, por lo que un accidente producido por este es de rara ocurrencia. Se puede observar comúnmente en materiales, sobre todo en la industria de la con strucción, a base de hierro no aleado con metales inoxidables, como el níquel y el cromo. La velocidad de corrosión para estos casos es altamente influenciada por la existencia de impurezas y fases distintas en el material, ya que estas inducen a una variación en la energía potencial, formando electrodos a pequeña escala, propiciando el proceso de corrosión. Corrosión localizada: La corrosión localizada, al contrario de la corrosión uniforme, representa un mayor riesgo potencial, debido a su difícil detectabilidad ya que se
manifiesta en zonas específicas en el material, determinada s tanto por la naturaleza del material, la geometría de este, y las condiciones del medio al que se somete. Los procesos de corrosión localizada de mayor ocurrencia o currencia son galvánica, por fisura, por picaduras, por cavitación y microbiológica. Corrosión galvánica: La corrosión galvánica ocurre cuando existe una unión, física o eléctrica, entre metales de diferente naturaleza, lo cuales, en la presencia de un electrolito, forman una celda electroquímica, donde el material de menor potencial electroquímico es el que se corroe. La figura 3 muestra un ejemplo de este tipo de corrosión. Un factor de importante consideración es la relación de área de la zona de contacto entre los materiales. Entre mayor sea la relación del ánodo respecto al cátodo, el proceso de corrosión ocurre con mayor velocidad. Corrosión por fisuras: Este tipo de corrosión es similar a la corrosión galvánica, que se produce en zonas estrechas donde la concentración de oxígeno es mucho menor que en el resto del sistema, y cuyo efecto induce a que estas zonas de menor concentración de oxígeno actúen como un ánodo, propiciando el proceso de corrosión, en las fisuras. Corrosión por picaduras (pitting): La corrosión cor rosión por picadura, conocida también como pitting se presenta en materiales pasivados, debido a las características geométricas del sistema, existe una acumulación de agentes oxidantes y un incremento del pH del medio, lo que propicia el deterioro de la capa pasivada, permitiendo que la corrosión se desarrolle en éstas zonas puntuales. Corrosión por cavitación: La corrosión por cavitación ocurre en sistemas de transporte de líquidos, hechos de materiales pasivados, donde por cambios de presión en el sistema, se producen flujos turbulentos que forman burbujas de aire, las cuales implosionan contra el material del sistema, deteriorando la capa de pasivación, facilitando el desarrollo del proceso de corrosión, de forma similar a la corrosión por picaduras, cuya diferencia se observa, en que el efecto de la cavitación es de mayor tamaño. Corrosión microbiológica: La corrosión microbiológica, en realidad no es un tipo de corrosión en sí, sino que más bien es un fenómeno que facilita el desarrollo de otros procesos de corrosión. Las bacterias son los microorganismos más influyentes en este caso, por lo que también es conocida como corrosión bacteriana y se produce en sistemas de transporte de líquido, facilitando la corrosión por picaduras. La naturaleza del líquido que se transporta en estos sistemas propicia la acumulación y reproducción de bacterias, las cuales se aglomeran, y propician las condiciones, como variación en la concentración de sales y oxígeno, para que se desarrollen otros procesos de corrosión como el pitting. Corrosión combinada con un fenómeno físico: Este tipo de corrosión también se puede incluir dentro de la clasificación de corrosión localizada, pero la diferencia con estos es que se encuentran condicionados por la presencia de un fenómeno físico, que funciona como iniciador del proceso de corrosión.
Corrosión – erosión: Este tipo de corrosión se observa ob serva en sistema de transportes de fluidos hechos con materiales pasivados, donde existen partículas de mayor dureza que la capa de pasivación. Estas partículas al estar en movimiento erosionan la capa pasivada, permitiendo que el proceso de corrosión se desarrolle. Corrosión – tensión: Ocurre cuando en un material, sometido a esfuerzo de tensión, tensión , ya sea de forma interna o externa, se forman pequeñas fisuras, que dan inicio al proceso de corrosión. El material que permanece en ambos fenómenos, se deteriora con mayor rapidez, que si estuviese bajo el e l efecto individual de cada uno, ya que la corrosión debilita el material, lo cual permite que la tensión tenga mayor impacto, fracturando en mayor medida el material, lo cual a su vez incita a que la corrosión se propague en un área mayor, y así, sucesivamente.
Corrosión – fatiga: Este proceso se desarrolla en materiales, sujetos a esfuerzos externos, similar al de tensión, con la diferencia de que estos esfuerzos son cíclicos o fluctuantes. De igual forma que con el proceso de tensión, el material se deteriora en mayor medida mediante la combinación de los dos fenómenos, comparado a cada uno por separado. Desaleación: La desaleación es un proceso de corrosión que actúa sobre aleaciones metálicas, en donde uno de los elementos, de mayor afinidad con el oxígeno, se separa de la aleación y dejan una estructura porosa de pobres propiedades conformada por el resto de constituyentes. El proceso se nombra alternativamente respecto al elemento que se separa de la aleación como, por ejemplo, la descincificación para el latón, aleación que sufre comúnmente de este tipo de corrosión, en la cual se separa el zinc de la matriz cobre. Filiforme: La corrosión filiforme se presenta en ambientes de alta humedad sobre materiales con recubrimientos orgánicos (pinturas), los cuales al ser rayados, se induce el desarrollo de la corrosión, que se propaga como filamentos delgados . Oxidación: La oxidación es un tipo de corrosión que se desarrolla en procesos de alta temperatura, en la presencia de algún gas oxidante, como el oxígeno, azufre y elementos halógenos. Las reacciones relacionadas son meramente química al no existir un electrolito de por medio, por lo que también se conoce como corrosión seca. Las moléculas del gas oxidante reaccionan con el material involucrado, donde, por efecto de la temperatura, el compuesto formado se difunde al interior del material, permitiendo que el proceso continúe, fragilizando el material. Factores que influyen el proceso de corrosión: corro sión: Existen muchos factores que influyen el proceso de corrosión, donde se debe de tomar en cuenta tanto las características del material sobre el que incide y el medio que rodea a este. A continuación, se
mencionan algunos factores, considerados como los de mayor efecto sobre el proceso corrosivo. Acidez de la solución: El pH de una solución es una propiedad que define la la cantidad cantidad de iones de hidrógeno libres en dicha solución. Si el pH es e s menor a 7 (pH<7) se dice que la solución es ácida. Esto significa que existe una concentración relativamente alta de iones hidrógeno libres en la solución, los cuales son capaces de recibir electrones para poder estabilizarse. Debido a la capacidad de aceptar electrones, las soluciones ácidas son más corrosivas que las soluciones tanto neutrales (pH = 7) como alcalinas (pH > 7) [6], ya que permiten que la zona anódica reaccione en mayor proporción, ya que se liberan electrones de tales reacciones. Sales disueltas: Las sales ácidas, al diluirse en la solución electrolítica, disminuyen su pH, acelerando el proceso de corrosión por el efecto de acidez. Algunos ejemplos de sales ácidas son, el cloruro de aluminio, el cloruro de hierro y el cloruro de amonio. Por otro lado, las sales alcalinas, incrementan el pH de la solución electrolítica, por lo que en algunos casos funcionan como inhibidores del proceso de corrosión. Ejemplos de estas sales son el fosfato trisódico, tetraborato de sodio, silicato de sodio y el carbonato de sodio. Capas protectoras: La tendencia a la corrosión de un material se puede reducir con la existencia de capas que protejan pr otejan su superficie. Estas capas pueden ser se r aplicadas artificialmente, en forma de recubrimientos; o pueden aparecer a través del fenómeno de pasividad, formándose capas de óxidos metálicos que impiden el avance del proceso corrosivo. Concentración de oxígeno: La concentración de oxígeno en el medio electrolítico puede acelerar o retardar el proceso de corrosión, dependiendo de la naturaleza del material. Para el caso de materiales ferrosos, al aumentar la concentración de O2, aumenta la velocidad de corrosión pues el producto corrosivo no protege al material. Mientras que para materiales pasivables, cuan mayor sea la concentración de O2, mayor capacidad tendrá el material de formar la capa protectora que lo caracteriza. Temperatura: La velocidad de corrosión tiende a aumentar al incrementar la temperatura, debido a que se acelera la difusión del oxígeno del medio hacia el material afectado, inclusive a través de capas de pasivación, fragilizando a este. Experimentalmente se ha demostrado que un aumento en la temperatura de 2° C, incrementa al doble la tasa de corrosión, aproximadamente. La temperatura, representa el factor más importante para el desarrollo del proceso de corrosión por oxidación, como se mencionó con anterioridad. Velocidad de flujo: En sistemas de transporte de fluidos, al aumentar la velocidad de flujo del medio, por lo general, aumenta la tasa de corrosión, debido a que: (1) permite a las sustancias corrosivas alcanzar y atacar zonas aún no afectadas, y (2) evita en cierta medida la formación y/o acumulación de capas resistentes a la corrosión que protejan al material por efecto erosivo.
Control de la corrosión y protección de materiales Inhibidores: Un inhibidor es una sustancia química que, al añadirse al medio corrosivo, disminuye la velocidad de corrosión. Existen varios tipos de estas sustancias; los más conocidos son los anódicos y catódicos. Inhibidores anódicos (pasivadores): Los inhibidores anódicos, también llamados pasivadores son sustancias oxidantes, por lo general, inorgánicas, que aumentan el potencial electroquímico del material por proteger, volviéndolo más noble. Inhibidores catódicos: Los inhibidores catódicos controlan el pH de l medio corrosivo, que impide que las reacciones de reducción ocurran, Estos evitan la reducción ya sea, de iones de hidrógeno en (1) moléculas de hidrógeno, en medios ácidos, o (2) de oxígeno, en medios alcalinos. Recubrimientos orgánicos: Los recubrimientos orgánicos son de sustancias a base de polímeros (pinturas), resistentes a la degradación, degradac ión, que se emplean para recubrir el material por proteger. Estos actúan mediante ya sea, (1) la formación de una barrera, que impide en gran medida la penetración de oxígeno y agua, o (2) la inhibición del proceso de corrosión, al incrementar tanto la resistividad eléctrica como la iónica, cortando el ciclo de corrosión. Recubrimientos metálicos: Consiste en recubrir el material a proteger con algún metal que tenga mayor resistencia a la corrosión. Existen diferentes métodos para efectuar estos recubrimientos, y los más utilizados son el electroplating y el galvanizado. Electroplating: Es un proceso de protección en el que se utiliza una corriente eléctrica externa para depositar un material con mayor resistencia a la corrosión sobre su superficie. Galvanizado: El material por proteger se sumerge sobre un baño del metal de recubrimiento, el cual tienen un mayor potencial electroquímico. Recubrimientos no metálicos: Trata sobre recubrir el material a proteger con el uso de un material no metálico, que impida el proceso de corrosión. Existen diferentes métodos para efectuar estos recubrimientos. re cubrimientos. El más utilizado es el anodisado. Este método se emplea en materiales pasivables, y consiste en el uso de una corriente eléctrica sobre el material por proteger, de modo que el potencial electroquímico del sistema induzca a un comportamiento anódico a dicho material, generando el desarrollo de una capa de pasivación. Protección catódica: Radica en modificar relativamente el valor del potencial electroquímico del material por proteger, haciendo que este material se comporte como un cátodo. Se emplea mayormente en sistemas enterrados o inmersos en
agua de mar. Existen 2 formas de realizar esto, mediante (1) una corriente impresa o (2) un ánodo de sacrificio. Ánodo de sacrificio: Se conecta eléctricamente un material con menor potencial electroquímico, el cual se comporta como el ánodo del sistema. Este ánodo protege p rotege al material, al ser degradado por la corrosión en lugar de dicho material, por lo cual se conoce como un ánodo de sacrificio. Corriente impresa: Es un proceso similar al de ánodo de sacrificio, cuya diferencia consiste en inyectar una corriente externa al sistema debido a que, por sí solo, este sistema no generaría suficiente corriente para poder formar la celda electroquímica, siendo ineficaz contra la corrosión. La corriente impresa hace posible la protección del material en cuestión, al promover las reacciones electroquímicas, empleando el ánodo de sacrificio. Protección anódica: Mucho menos conocida que el método de protección catódica, la protección anódica consiste en disminuir el potencial electroquímico del material a proteger, a través de la inyección de una corriente externa, volviéndolo más anódico, lo cual induce al material hacia un estado de pasivación, formándose la capa pasivada que protege al material. Al mantener la corriente externa, la capa de pasivación continúa en constante regeneración, evitando que se deteriore el material. Solo puede ser empleado en algunos tipos de materiales, sobre todo los metales de transición. ACTIVIDAD DE APROPIACION 3.3.3 3.3.3
a- teniendo en cuenta la documentación e información proporcionada por el instructor hacer un análisis de los diferentes sistemas estructurales y patologías presentadas en la construcción, con lo cual es posible hacer una supervisión de todas las estructuras construidas y en proceso de construcción en el CTPI. Entregar un informe con su respectivo registro fotográfico.
Análisis al edificio 1. ¿Qué sistema sistema estructural tiene el edificio? El sistema que tiene el edificio es un sistema estructural combinado
Sistema Combinado Este sistema estructural se subdivide en dos:
Las cargas verticales son resistidas por un pórtico esencialmente completo pero que no resiste los momentos, esto ocurre cuando las columnas no son lo suficientemente rígidas como para soportar las fuerzas horizontales, por lo cual se realizan adicional, muros de carga o pórticos con diagonales que resistan estas fuerzas. Las cargas y fuerzas horizontales son resistidos por un pórtico esencialmente completo, resistente a momentos, combinado con muros de carga o pórticos en diagonales, y no cumpla los requisitos de un sistema dual. En la siguiente gráfica extraída de la NSR-10 tabla A.3-1 se puede observar el comportamiento de este sistema.
2. Verificar si las columnas cumplen con el acero mínimo 0.65 0.65
Amin=1% Amax=4%
65∗65=4225 65∗65=4225
1% de 4225= 42.25 4% de 4225= 169
∗ ∗. =2.85 .. = 14.14.83 = = 16 == 60 . = 59.59.30
Área de barra barra =
Amin= Amax=
La columna si cumple con el acero mínimo ya que tiene 32 varillas que se encuentran entre el Amin y Amax. 3. Verificar el traslapo Varilla #6 el traslapo del hierro estructural cumple con la normatividad y especificación técnica de la NSR 10 tal como aparece en la tabla de traslapos.
#6
83.39
83.39
108.41
108.41 140.93
4. Verificar estribos de las columnas
6 ∗(68)∗2.65 54=11.43 = =16. 2 5 4 4 1≤1 ≤ 4 = 654 =16.25 350−183 1=100+( ) = 1 5 5 . 6 6 = 1 5 . 6 6 6 { } 3 6 2≤6 ∗ (8)∗2.≤5154=11.43 65 2. 5 0 ≤ 645 = 41
5. LONGITUD DE ESTRIBOS
Dado que es una columna de 0.70*0.70cm 0 .70*0.70cm y teniendo en cuenta el e l l recubrimiento que tiene este, la longitud del estribo se encuentra e ncuentra dentro de los parámetros de la NSR10.
Plano en planta del edificio que está en construcción
REGISTRO FOTOGRAFICO
