antecedentes tecnicos_juan carlos cajamarca chauca_basilica

1

ANTECEDENTES TECNICOS

Basilica del voto Nacional

Ubicación: Calles Carchi y Venezuela 1739, calle Garcia Moreno

Fecha: 1892-1992

Autor: arquitecto francés Emilio Tarliet

Función: culto, iglesia y servicios.

Su emplazamiento, dimensiones y escala monumental, responden a criterios de emplazamiento diferentes a los de la arquitectura religiosa del Centro Histórico que forman parte de un continuo urbano. Es un edifico concebido como un volumen aislado. El largo tiempo que llevo a cabo su realización y los altos costos, explican que haya sido realizada en diversos materiales, piedra, ladrillo y hormigón.

En el Ecuador son varios los elementos que han impedido el diseño y construcción de edificios de altura entre los que considero los más importantes están: las limitantes geográficas y la situación en zona de riesgo sísmico, ya que es atravesado por la cordillera de los Andes con varios volcanes activos, los altos costos de los proyectos y las tecnologías.

Juan Cajamarca Construcciones II Paralelo: 2do

2

Es por estos motivos principalmente que no se encuentran edificios de más de 135 metros de altura, en la actualidad esas limitantes se pueden superar con el uso adecuado de materiales, sistemas estructurales y tecnología adecuada para la construcción de este tipo de edificaciones.

A continuación cito las edificaciones de mayor altura que existen en el país:

Como podemos observar la mayor cantidad de edificaciones de altura se encuentran en la ciudad de Guayaquil, esto se debe principalmente a las restricciones de altura que existen en la capital por la presencia del antiguo aeropuerto dentro de la ciudad.

Es por ello que la Basilica del voto Nacional fue construida como toda edificacion religiosa del centro historico, ser tan imponente y alta para poder estar cerca del "altisimo".

Su construccion fue muy complicada, esto se debe por las limitaciones constructivas de la epoca; la cual fue muy rudimentaria, como dicha estructura fue concebida como la catedral de Notre Dame se necesito de andamios de grandes alturas para su construccion es por ello que se la toma en cuenta como rascacielos.

Por su gran altitud se presentaron problemas en la construccion de la cubierta de la nave central de la basilica, por ello se tomo la desicion de construirla con perfiles soldados de acero, con los cuales se logro disminuir la carga aplicada en la cubierta.


3

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un estudio estructural de la cubierta de la Basilica voto Nacional. Analizar de manera detallada la condicion estrutural en los momentos actuales.

OBJETIVO ESPEFICOS

Crear una solución si es que existe, a los problemsa en los cuales se encuentre la cubierta metalica de la Basilica del voto Nacional.

Verificar si es posible realizar el cambip de la cubierta por materiales mucho mas livianos y mas resistentes.

En el presente estudio se mostrara a la Iglesia de la Basilica del voto Nacional como una edificacion conocida como rascacielo, y tambien se presentara el problema que con lleva la construccion de una cubierta a esas alturas.

JUSTIFICACION

El presente trabajo tiene por objetivo fundamental analizar la estabilidad, y funcionamiento de la cubierta de la Basílica del Voto Nacional, el análisis primordial esta basado principalmente en la observación de dicha estructura.

Siendo un estructura que lleva años de construcción la cubierta, esta sufriendo por el momento un deterioro que se evidencia por el paso del tiempo; dicho deterioro se evidencia en los empotramientos de las serchas de la cubierta y el parte exterior de la misma.

Por ser una estructura de acero, el peso propio de la estructura tiene una acción permanente sobre su base, esta acción de carga puede perjudicar a los pilares de la


4

misma iglesia; es por ello que un análisis estructural es fundamental para determinar sobre le mismo, las deficiencias o ventajas de funcionamiento.

Por ser una edificación de carácter religioso y de culto, esta estructura debe de funcionar óptimamente, ya que su falla ocasionaria desgracias incomensurables.

MARCO TEORICO

INTRODUCCION

Este trabajo tratara aspectos referentes al análisis de estructuras, mencionando primeramente los códigos existentes para el diseño de la estructura, el análisis de acciones y reacciones, condiciones de equilibrio estático y los métodos de diseño y procedimientos aplicables.

Se estudia también las cargas impuestas sobre la estructura, así como también los diferentes tipos principales de esfuerzos que están sometidos sus componentes como son tensión, compresión, flexión y corte, y tambien se hablara de el tipo de apoyo de la estructura misma.

Por último se especifica las uniones generalmente aplicadas a los miembros estructurales entre si.

CUBIERTAS

En este apartado se tratan las cubiertas en cuanto a los elementos que las conforman, la función que cumplen, los tipos de cubiertas y algunos materiales usados en el medio.

FUNCION

Para el caso específico de las cubiertas, es importante mencionar que su mayor ventaja se puede encontrar cuando se desea cubrir pequeñas y grandes luces. Este tipo de estructuras pueden ser fácilmente elaboradas por la gran diversidad de materiales que disponemos en el mercado, así como la ventaja de poder ser armados sus miembros ya sea mediante remaches, pernos o soldadura.


5

Estas estructuras cumplen una importante función dentro de los ámbitos deportivos, industriales, sociales y también pueden ser tomados como una solución en el campo habitacional.

ELEMENTOS DE UNA CUBIERTA

Los elementos que componen una cubierta metálica son conocidos en el campo industrial con algunos sinónimos que dependen del tipo de estructura y los materiales utilizados. En la Fig.1. se ilustra los componentes de una cubierta elaborada mediante perfiles estructurales (Cabe señalar que el perfil utilizado en la cubierta de la Basilica del Voto Nacionalse asemeja al de la figura).

Los miembros 1, 2, 3 y 4 componen la estructura principal, cubren un claro a la vez que soportan a las cargas muertas y vivas.

El miembro 5 transmite las cargas de la cubierta a la estructura principal y trabaja a flexión.

El miembro 6 es el que cubre toda la estructura, y El miembro 7 o arriostramiento da la rigidez y soporta las cargas laterales de

viento y/o sismo.

Fig.1.

ESTRUCTURAS PARA CUBIERTAS

La estructura se puede definir como un conjunto de elementos simples dispuestos de tal forma que permitan soportar pesos y cargas, sin romperse, ni sufrir deformaciones excesivas de otras partes del sistema o mecanismo. Las estructuras deben estar constituidas de tal manera que tengan suficiente resistencia, su montaje sea práctico y sean económicas.


6

Seguridad: Las estructuras no solo deben soportar las cargas impuestas, sino que además las deflexiones y vibraciones resultantes, no sean excesivas alarmando a los ocupantes, o provoquen agrietamientos.

Costo: El proyectista debe siempre procurar abatir los costos de construcción sin reducir la resistencia, algunas ideas que permiten hacerlo son usando secciones estándar haciendo detallado simple de conexiones y previendo un mantenimiento sencillo.

Factibilidad: Las estructuras diseñadas deben fabricarse y montarse sin problemas, por lo que el proyectista debe adecuarse al equipo e instalaciones disponibles debiendo aprender como se realiza la fabricación y el montaje de las estructuras para poder detallarlas adecuadamente, debiendo aprender tolerancias de montaje, dimensiones máximas de transporte, especificaciones sobre instalaciones; de tal manera que el proyectista se sienta capaz de fabricar y montar la estructura que esta diseñando.

MATERIALES ESTRUCTURALES PARA CUBIERTAS

En la práctica de la ingeniería estructural se disponen de numerosos materiales estructurales, que incluyen acero, concreto, madera, y posiblemente plásticos y/o algunos otros metales, como aluminio y hierro colado. A menudo, el empleo o el uso, el tipo de estructura, la situación u otro parámetro de diseño imponen el material estructural.

Estructuras de Aluminio

El aluminio es un material muy ligero que se usa para una gran variedad de elementos estructurales, decorativos y funcionales en la construcción de edificios.

Tiene una buena relación resistencia/peso comparado con otros materiales estructurales. Además, un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. Este metal se utiliza cada vez más en edificaciones tanto con propósitos estructurales como ornamentales.

Ventajas

Su principal ventaja es su peso ligero con una buena resistencia mecánica. Posee una alta resistencia a la corrosión.

Desventajas

Suavidad Tiene una baja rigidez Grandes variaciones de dimensión por su expansión térmica Baja resistencia al fuego Costo relativamente alto.


7

Estructuras Metálicas

Ventajas del acero como material estructural

El acero es uno de los más importantes materiales estructurales. Entre sus propiedades de mayor importancia en los usos estructurales están:

Alta resistencia: la alta resistencia del acero por unidad de peso, permite estructuras relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la

Construcción de puentes, cubiertas, edificios altos y estructura cimentadas en suelos blandos.

Homogeneidad: las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales.

Elasticidad: el acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente elástico (Ley de Hooke) hasta alcanzar esfuerzos considerables.

Precisión dimensional: los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección.

Ductilidad: el acero permite soportar grandes deformaciones sin falla, alcanzando altos esfuerzos en tensión, ayudando a que las fallas sean evidentes.

Tenacidad: el acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica).

Facilidad de unión con otros miembros: el acero en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles.

Rapidez de montaje: la velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales.

Disponibilidad de secciones y tamaños: el acero se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas.

Costo de recuperación: las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero.

Reciclable: el acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina.

Permite ampliaciones fácilmente: el acero permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla.


8

Se pueden prefabricar estructuras: el acero permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud.

Desventajas del acero

Corrosión: el acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes alquidálicos (primarios anticorrosivos) exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable.

Fatiga: la resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión (cargas pulsantes y alternativas).

Pandeo elástico: debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicas las columnas de acero.

Calor, fuego: en el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto, asbesto, etc.

CLASIFICACION DE LAS ESTRUCTURAS PARA CUBIERTAS

Las estructuras se pueden clasificar en dos grandes grupos: marcos y armaduras, estas se las analizan a fin de relacionar con las condiciones que se dispone en el proyecto.

Marcos

Son estructuras cuyas uniones o juntas mantienen los mismos ángulos entre sus miembros antes y después de la aplicación de la carga. “El marco rígido es una estructura con juntas resistentes a momentos. En las juntas los miembros están rígidamente conectados entre sí, para impedir la rotación relativa de ellos cuando se aplica cargas. Ventajas de estos marcos son: economía, apariencia y ahorro en la altura libre. Desempeñan los mismos trabajos que las columnas de acero y las armaduras pero sin ocupar tanto espacio. Los marcos rígidos han probado ser muy satisfactorios para iglesias, auditorios, casa de campo, arsenales, coliseos y otras estructuras que requieren grandes áreas sin obstrucciones.”


9

Este tipo de marcos rígidos resisten las cargas externas esencialmente en virtud de la capacidad de resistir momentos flexionantes que se desarrollan en los extremos de sus miembros, por lo cual estas conexiones deben transmitir momentos así como cargas axiales y cortantes. En consecuencia, los miembros de un marco rígido están generalmente sujetos a cargas axiales, de corte y momentos.

Estos pueden ser de un agua o dos aguas, en alma llena de sección uniforme así como de sección variable.

Armaduras

Son estructuras formadas por varios elementos arreglados en forma de uno o varios triángulos, tomando en consideración que ésta es la forma más estable que se puede analizar, siendo el número de combinaciones casi infinito.

“Las armaduras se pueden definir como vigas grandes, de gran peralte y de alma abierta. El propósito de las armaduras para techos es servir de apoyo a una cubierta para protegerse contra los elementos naturales (lluvia, nieve, viento, granizo). A la vez que realizan estas funciones deben soportar tanto las techumbres como su peso propio.”

Los elementos forman triángulos en un solo plano y están dispuestos de forma tal que las cargas externas se aplican en los nudos por lo que teóricamente sólo causan cargas de tensión o compresión axial en los elementos cuando en los vértices de los triángulos existen juntas carentes de fricción.

Estos pueden ser de un agua o dos aguas, en celosía de sección uniforme así como de sección variable

Arcos

Los arcos son una aplicación tanto de los marcos rígidos como de las armaduras. “Un arco puede definirse como una estructura que depende (usualmente en grado considerable) para su capacidad de soportar cargas verticales aplicadas, en el desarrollo de componentes de reacción horizontales, que actúan hacia el centro del claro del arco, en los apoyos de los extremos.” Fig.2.


10

CODIGOS, NORMAS Y ESPECIFICACIONES DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

Los códigos, normas y especificaciones son documentos que rigen y regulan actividades industriales. Son contenidos de caracteres técnicos y expresados generalmente de forma cualitativa, y en algunos casos cuantitativamente.

ORIGEN DE LAS NORMAS

Las normas son desarrolladas, publicadas y actualizadas por organizaciones y entidades gubernamentales y privadas con el propósito de aplicarlas a las áreas y campos particulares de sus intereses.

Algunas de las principales entidades que generan las normas relacionadas con el diseño de estructuras metálicas son:

• American Institute of Steel Construction – AISC (Instituto Americano de

Construcción de Aceros)

• American Iron and Steel Institute – AISI (Instituto Americano del Hierro y

Acero)

• American National Standards Institute – ANSI (Instituto Nacional

Americano de Normas)

• American Welding Society – AWS (Sociedad Americana de Soldadura)

• ASTM, anteriormente The Society for Testing and Materials (Sociedad


11

Americana de Pruebas y Materiales)

• International Organization for Standarization – ISO (Organización

Internacional para la Normalización)

• Instituto Ecuatoriano de normalización - CPE INEN. Código de Práctica

Ecuatoriano. Código Ecuatoriano de la Construcción. Requisitos

Generales de Diseño.

ACCIONES: CONCEPTO Y TIPOS

Se define como una acción a cualquier causa que pueda producir una modificación del estado en que se encuentra una estructura.

Las acciones se las puede clasificar en dos grupos:

Activas o directamente aplicadas sobre la estructura

Reactivas debidas a las uniones de la estructura con su entorno

Dentro del grupo de las acciones activas podemos diferenciar:

Directas como son:

Con carga (peso propio y carga permanente, etc.)

Sobrecargas (son temporales como las cargas de granizo, ceniza volcánica, etc.)

Indirectas: entre las que se encuentran las acciones producidas por asientos diferenciales; acciones sísmicas debidas a las aceleraciones que producen los movimientos sísmicos, etc.

REACCIONES: CONCEPTO

El tipo de apoyo utilizado en la Iglesia de la Basilica de voto Nacional es del tipo empotrado.

Empotramientos


12

Son enlaces que impiden cualquier tipo de deslizamiento y giro en la sección. Son equivalentes a un momento y una fuerza con recta de acción desconocida, un ejemplo de esto puede ser las columnas de concreto fundidas dentro del suelo, columnas empernadas a bases de concreto, o columnas soldadas desde su base (como es el caso de la Basilica),etc.

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

METODOS DE DISEÑO

Los métodos actualmente aprobados y más utilizados por las diferentes especificaciones de diseño son:

• Método de diseño por esfuerzos admisibles (ASD por sus siglas en inglés) y

• Método de diseño por factores de carga y resistencia (LRFD igualmente por sus siglas en inglés)

Método de diseño por esfuerzos admisibles (ASD)

La resistencia requerida no debe exceder la resistencia admisible de diseño

permitida por las especificaciones:

Ra≤ R/ Ω donde:

R: resistencia requerida (ASD)

Ra: resistencia nominal

Ω: factor de seguridad

Rn/ Ω: resistencia admisible

Las resistencias requeridas (fuerzas axiales, fuerzas cortantes, momentos flectores y momentos de torsión) de los miembros estructurales, se calculan mediante los métodos aceptados de análisis estructural, con las cargas nominales o de servicio especificadas para todas las combinaciones de cargas del código de construcción aplicable.

El factor de seguridad:


13

Compensa las incertidumbres propias del diseño, fabricación y montaje de los componentes estructurales, y de la estimación de las cargas aplicadas.

Tiene un solo valor para una condición dada, independientemente del tipo de carga considerada.

Método de diseño por factores de carga y resistencia (LRFD)

En el diseño por factores de carga y resistencia: la resistencia requerida determinada con base en las combinaciones de cargas factorizadas, no debe exceder la resistencia de diseño de cada componente estructural.

Nota: Se puede utilizar cualquiera de los dos métodos para el diseño de los componentes de una estructura de acero. Sin embargo, no se deben utilizar los dos métodos para el diseño de los diferentes miembros de la misma estructura.

COMBINACIONES DE CARGA

Combinaciones de carga en ASD:

La estructura y sus componentes se deben diseñar de tal manera que las resistencias admisibles de diseño sean iguales o mayores que los efectos de las cargas nominales de cada una de las siguientes combinaciones de carga:

Metodo ASD

Metodo LRFD

CALCULO DE CARGAS

Las cargas mínimas especificadas en los códigos se determinan estudiando la historia de sus efectos sobre estructuras existentes. Usualmente esas cargas incluyen un margen para tener una protección contra deflexiones excesivas o sobrecargas repentinas.


14

Se supondrá que la carga viva actúa verticalmente sobre el área proyectada sobre el plano horizontal.

Siendo asi nos podemos guiar de la Tabla 2.1 Cargas vivas minimas para cubiertas en kg/m2, del codigo Ecuatoriano de la construcion.

Peso de la cubierta

La carga W total en kg debido al peso de la cubierta se determina con la

siguiente formula:

Wc=(p*s*d9

donde:

Wc: carga total de la cubierta (kgf)

p: peso estimado de la cubierta (kg/m2), dado por el fabricante

s: longitud del arco de cubierta (m)

d: separación entre pórticos (m)

La carga correspondiente Wc vertical uniformemente repartida sobre la luz

del pórtico se determina como: Wc=Wc/L (kg/m)

Peso del Pórtico


15

Para determinar el peso del pórtico W se estima las secciones a utilizarse y sus dimensiones, así:

Wp=p*Lp

donde:

Wp: carga total del pórtico (kgf)

p: peso estimado de los perfiles (kg/m), dado por el fabricante

Lp: longitud estimada de los perfiles(m)

p: La carga correspondiente w vertical uniformemente repartida sobre la luz

del pórtico se determina como:

Wp=Wp/Lp

Peso de las Correas

La carga WG total en kg debido al peso de las correas se determina:

Wg=p*Lg

donde: WG : carga total de las correas (kgf)p: peso estimado de los perfiles (kg/m), dado por el fabricanteLG: longitud estimada de las correas (m) La carga correspondiente wg vertical uniformemente repartida sobre la luzdel pórtico se determina como:

WG=W G

LGEstos serian los factores principales para la determinación del peso propio de la estructura, teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado podemos determinar el peso de la estructura de la siguiente manera:Largo:140m aprox.Anch0:35m aprox.Altura: 25m aprox.(desde el nivel de sosten de la cubierta)

Longitud inclinada=√(352 ¿¿2+252)¿ =30,52m

El area total de la estructura = (30,52*140)*2 = 8545,6m2

Tomando en cuenta el peso con su relacion de area podemos determnar el peso de la cubierta aproxidamente.


16

Con una inclinacion mayor de 1:1 el peso por metro cuadrado es de 60 kgm2 , por lo tanto:

(8545,6*60)/1000 = 512,74 toneladas, lo que nos demuestra que la estructura es muy pesada.

DESAGÜE PARA LA CUBIERTA

Los elementos que integran el sistema de drenaje de las cubiertas son básicamente los canales y bajantes. Complementariamente, los primeros cumplen la función de recolección y los segundos la función de evacuación de las aguas lluvias que se acumulan en las cubiertas.

Para el diseño técnico de estos elementos, se deben considerar los siguientes parámetros:

Superficie en planta de cubierta en metros cuadrados que hay que desaguar en metros cuadrados.

Numero de pendientes por lado Superficie por pendiente Superficie de desague por cada bajante lateral en metros cuadrados Desagues laterales

LINEA BASE

La metodologia del proyecto del mismo esta basado solo en la visualizacion del entorno de la cubierta, es por ello que podemos decir que dicha estructura se encuentra en un funcionamiento optimo por el momento; en honor a la verdad se menciona este detalle ya que se puede apreciar en ciertas secciones del empotramiento un deterioro ya sea por condiciones climaticas, o por mala manipulacion de los trabajadores.

Fuente: AUTOR


Seccion que presenta falla en su base

17

Por no existir datos sobre la construccion de la cubierta de la Basilica, se asume que dicha estructura conformada por serchas de acero (varillas corrugadas soldadas formando serchas), tienen una reciente epoca de construccion.

Fuente: AUTOR

Esta forma de construccion es muy rudimentaria para la epoca presente, es por ello que esta evidencia de golpe en la base , se puede deber a malas maniobras por parte del personal de trabajo. Cabe mencionar que en dicha epoca no se regia mucho en ciertas normativas de construccion y de seguridad.

Podemos apreciar que a manera de criterio que las vigas de sosten de las serchas, estan enpotradas en las columnas, y simplemete apoyada a lo largo de las vigas entre columna y columna. Esto es un factor que llama la atencion porque el peso de la estructura se transfiere directamente a las columnas y las vigas en este caso no trabajan, y es por eso que estas no trabajaran cuando existan momentos torsionales, ni tampoco trabajaran cuando se presenten los fenomenos de corte.


18

Por la forma de construccion las cerchas han sido colocadas de la manera mas vertical posible, tomando en cuenta que ha sido armada de la manera mas artesanal posible, se evidencia esto por la union de varillas corrugadas con varrillas lisas por medeio de soldadura.


Cerchas apoyadas

Cerchas empotradas

19

De manera artesanal se han soldado las distintas varillas que fueron necesarias para la conformacion de la cercha entres estas tenemos:

ϕ 22

ϕ 10 y angulos tipo l que sriven para los anclajes de los pedazos de laton que tienen forma de rombo, los cuales estan dispuestos de manera entrecruzada a manera de tejas.


Angulo tipo L

Cercha

Varrillas φ 22

Varrillas φ 10

20

Se aprecia que la cubierta esta empotrada entre torre y torre, esto puede es perjudicial en la estructura misa, ya que los esfuerzos y giros provocados por el movimiento de la cubierta se transmiten directamente a las bases de la torre, excediendo en si a las cargas que debieron ser calculadas para dicha torre. Se recomienda que en entre la cubierta y las torres exista una separacion prudente o determinada por calculo para que el movimiento de la cubierta sea completamente libre y se tambien hay que tomar en cuenta que siendo estructura metalica, esta debe de ser diseñada por los efectos de temperatura, esto es muy importante y tambien se debe de considerar.

Se aprecia que en la union entre la cubierta y la torre esta colocada una junta que impermebializa la separacion que existe entres estas, por ser una seccion de dificil acceso esta puede ser de chova.


21

Dentro de todo el analisis que se ha realizado tenemos que hablar del problema que genera la corrosion en una estructura metalica.

Efecto de la corrosion en una estructura metalica

Descripción

La mayoría de los metales (excepto los nobles) en contacto con el medio ambiente

son termodinámicamente inestables. Todos debieran reaccionar y convertirse en

óxidos. De todas maneras si la velocidad de deterioro es baja aún pueden utilizarse

El proceso de corrosión de metales puede originarse al entrar en contacto el metal

con una solución electrolítica, por lo tanto los mecanismos de protección tratan de

evitar ese contacto, ya sea mediante modificaciones del metal, del electrolito o

bien actuando como una barrera aislante.

El fenómeno de corrosión implica un costo importante del producto bruto nacional

y se presenta en un amplio campo de ejemplos que van desde la corrosión de una

gran estructura metálica puesta en contacto de un medio agresivo ambiental, a la

corrosión de implantes metálicos en el interior del cuerpo humano.

MÉTODOS DE PROTECCIÓN DE LA CORROSIÓN

Si bien el proceso de corrosión es termodinámicamente favorable, dadas las implicancias que tiene, se trabaja en distintos planos para evitar o al menos disminuir al máximo este proceso.

En definitiva se trata de evitar el contacto entre el metal y un medio agresivo. Esto se puede conseguir mediante distintas acciones


22

a. Sobre el metal

Diseño de materiales con películas pasivantes Metales estables termodinámicamente Aleaciones de gran estabilidad Modificaciones del diseño (recodos, facilidad de drenaje,

disminución de turbulencias)

b. Sobre el medio agresivo

Eliminación de oxígeno disuelto Disminución de la acidez Eliminación de sales disueltas Eliminación de partículas sólidas (incrustaciones) Eliminación de partículas sólida Disminución sobre la humedad relativa

c. Como barrera aislante

Recubrimientos metálicos:

Mecanismo de acción:

Pueden actuar evitando el contacto entre el medio agresivo y el material base

Pueden actuar produciendo una corriente eléctrica protectora

COMO EVITAR LA CORROSION

Debido a su grado relativamente alto de resistencia, el acero tiene muchas ventajas como material de construcción, por lo que los productos de acero se han utilizado en una gran variedad de aplicaciones.

Sin embargo, el problema más común con la utilización de acero en un entorno marino es su susceptibilidad a la corrosión. Por lo tanto, para una utilización más efectiva de acero es necesario poseer algunos conocimientos de los fenómenos de corrosión y sobre los métodos existentes de protección contra los mismos.

SOLUCIONES CONTRA LA CORROSION


23

Hay cinco soluciones posibles para proteger a los productos de acero contra los efectos de la corrosión:

Utilice acero inoxidable en lugar de acero normal. Acero inoxidable es acero normal mezclado con otros metales como níquel y cromo. Sin embargo, el coste del acero inoxidable hace que éste no sea práctico para un uso diario, excepto para pequeños elementos de ajuste como pernos y tuercas.

Recubra el acero normal con zinc. El recubrimiento de acero con zinc, que es otro metal, es un procedimiento que se conoce generalmente como galvanizado y es la forma más normal de proteger pequeños objetos fabricados como anillas de amarre, bolardos fabricados con tubos, pernos, mordazas, cadenas, grilletes, tuberías de agua, etc. Los materiales a recubrir se sumergen normalmente en un baño de zinc fundido en talleres especializados. Una vez un objeto se ha sumergido en zinc en caliente no se debe realizar ningún trabajo de soldado, corte o taladrado, ya que esto destruiría la integridad del recubrimiento de protección.

Recubra el acero normal con plásticos especiales. El recubrimiento del acero con plásticos especiales resistentes al desgaste constituye otra forma de protección contra la corrosión; sin embargo, el alto coste que implica el proceso de recubrimiento (en talleres especializados) hace que este método no sea práctico para uso diario.

Pinte el acero normal con pinturas especiales. El pintar el acero utilizando pinturas especiales es el método más común de proteger grandes estructuras de acero. Las superficies que se van a pintar se deberán limpiar cuidadosamente con un cepillo de acero (o preferiblemente mediante un chorro de arena). La capa inferior deberá consistir en un imprimador basado en zinc. La segunda y tercera capas deberán consistir en una pintura de epoxi sobre base de brea.

Al pintar el acero, se deberán tener en cuenta los siguientes puntos:

Las pinturas caseras normales no son adecuadas para el entorno marino debido a que, al igual que algunos plásticos, envejecen con mucha rapidez cuando están expuestas a los rayos del sol.

El diesel, queroseno y la gasolina no son químicamente compatibles con las pinturas marinas; habrá de utilizarse el diluyente de pintura apropiado.

Se deberán utilizar guantes siempre que se manipulen pinturas basadas en epoxi.

Estan importante el tema de la corrosion en una estructura que se debe de tratar a fondo, poruqe de este parametro depende el costo de mantenimiento que necesita dicha estrcutura. En la siguiente foto podemos apreciar que existe corrosion en las cerchas.


24


Corrosion

25

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

La cubierta de esta basílica es un fenómeno constructivo que merece una atención especial por la necesidad de la comprensión de la tecnología utilizada en dicha epoca.

El analisis de la cubierta de la Basílica del Voto Nacional, da una base para futuras investigaciones sobre metodos de construccion en acero de la epoca,pues aunque en dicho momento no existian normas o reglas de calculo que rigan el diseño la tipología responde satisfactoriamente a los requerimientos solicitados, tanto desde el punto de vista arquitectónico, como el estructural.

Ahora bien, respecto al analisis estructural y a la verificación de lassecciones realizada en el presente trabajo viene a demostrar la ampliaexperiencia que el constructor tenía sobre el material y suscaracterísticas, pues evidente es su adecuación con un profundo conocimiento del comportamiento del sistema.

No caigamos en el error de que por tener al alcance una tecnologíasuperior, debemos considerarnos poseedores de un conocimientomayor, Esta cubierta nos dice lo contrario o al menos nos hace unallamada de atención para considerar esta tecnología, como una posibilidad de solución factible y confiable.

El diseño no solo se basa en la resistencia y rigidez de los materiales ysecciones sino también en la facilidad constructiva, es así que la estructura se diseño con poca variación de secciones a lo largo de su seccion,lo que lleva a facilitar la construcción y el montaje además de reducir elnúmero de plantillas usadas para la fabricación.


26

Recomendaciones

Se debe seguir todas las normas de seguridad industrial para realizar losdistintos trabajos con los equipos utilizados en la construcción de la estructura.

Se recomienda someter todo el sistema estructural a un tratamiento anticorrosivo de pintura ya que uno de los principales defectos de los perfiles laminados en frío es precisamente su menor resistencia a la corrosión que los perfiles laminados en caliente.

Durante la etapa de construcción se recomienda seguir los procedimientos constructivos y los planos adjuntos para acercarse lo más posible a los requerimientos plasmados en el diseño.

Durante la etapa de construcción se recomienda seguir los procedimientos constructivos y los planos adjuntos para acercarse lo más posible a los requerimientos plasmados en el diseño.


27

BIBLIOGRAFIA

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA, DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CUBIERTA METÁLICA PARA DOS CANCHAS DE ECUAVOLEY, PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO, AUTOR: ESTÉVEZ ACOSTA SANTIAGO PAÚL

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR, TEMA: FACULTAD DE ARQUITECTURA, EDIFICIO DE ALTURA EN LA CIUDAD DE QUITO , ESTUDIANTE: JUAN CARLOS ECHEVERRIA

CUBIERTA DE LA BASILICA, de N“ Sra. de la Saludde N“ Sra. de la Salud, PATZCUARO. MICHOAC`N, RENÉ NAVARRETE PADILLA, ARQUITECTO, MAGISTER EN CONSTRUCCIÓN EN MADERA, FACULTAD DE ARQUITECTURA, UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO, MÉXICO.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/09/htm/sec_10.html

http://docencia.udea.edu.co/cen/electroquimicaII/corrosion/corrosion_electroquimica.pdf


http://docencia.udea.edu.co/cen/electroquimicaII/corrosion/corrosion_electroquimica.pdf

antecedentes tecnicos_juan carlos cajamarca chauca_basilica

Documents