ACTIVIDAD (8.1)

Proceso por el que se obtienen piezas echando materiales fundidos en un molde.

 

Los procesos utilizados para obtener las piezas fundidas depende de la cantidad que vaya a producirse,elmetal que se va afundir y lo complicado de la pieza. Todos los metales se pueden fundir en molde de arena pero estos son moldes de un solo proposito y se destruyen despues de ser atilizados. Procesos especiales de fundición fundición en moldes metálicos la fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no ferrosos:

Moldes especiales. Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados en moldes para aplicaciones particulares.

 el molde debe poseer las siguientes características:

Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal. Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapidez durante la colada. Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal fundido. Los gases contaminan el metal y pueden alterar el molde. Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través del cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal. Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse desprender con limpieza del colado después del enfriamiento. El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado después de la solidificación.

Metodos especiales mas utilizados:

A) fundicion en moldes metalicos: 1) en matriz 2) baja presion 3) por gravedad o molde permanente 4) fundicion hueca 5) a presion o corthias b) fundicion centrifuga: 1) centrifuga real 2) semi-centrifuga 3) centrifuga c) fundicion de presicion o por revestimiento 1) metodo cera perdida 2) proceso de cascara en ceramica 3) moldes de yeso 4) moldeo en cascara 5) proceso de molde endurecido co2 6) moldes de madera, papel y hule d) fundicion de colado continuo 1) moldes alternativos 2) fundicion extruida 3) moldes estacionarios 4) fundicion de colado directo de laminas procesos especiales de fundición procesos especiales de fundición fundición en moldes metálicos la fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no ferrosos, a continuación se mencionan algunos de las más utilizados.

Fundición en moldes metálicos la fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no ferrosos, a continuación se mencionan algunos de las más utilizados. 1. Fundición en matrices en este proceso el metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz), la inyección se hace a una presión entre 10 y 14 mpa, las piezas logradas con este procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones. Este procedimiento es uno de los más utilizados para la producción de grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de inyección en la fundición en matrices. • cámara caliente • cámara fría el procedimiento de fusión en cámara caliente se realiza cuando un cilindro es sumergido en el metal derretido y con un pistón se empuja el metal hacia una salida la que descarga a la matriz. Las aleaciones más utilizadas en este método son las de bajo punto de fusión como las de zinc, estaño y plomo. Las piezas que se producen son de 20 a 40 kg y se llegan a manejar presiones superiores a los 35 mpa. Es un proceso rápido que se puede fácilmente mecanizar. Fundición con cámara caliente

El proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cucharón hasta un cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matriz de fundición, las piezas obtenidas son de unos cuantos gramos a 10 kg y sólo es recomendable en trabajos de poca producción.

2. Fundición en cámara fría fundición con molde permanente por gravedad este tipo de fundición es utilizado para piezas en las que la calidad de terminado y dimensional no está sujeto a restricciones de calidad, debido a que la única fuente de energía que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuerza de la gravedad, un ejemplo de la utilización de este método el la fabricación de lingotes de metal. La fusión de moldes de baja presión es un sistema de fusión que consiste en la colocación de un tallo sobre un crisol sellado, al inyectar presión al centro del crisol la única salida del metal fundido será el tallo por lo que se genera el flujo del metal por el tallo hasta que se llena la matriz y se forma la pieza. Con este procedimiento se pueden fabricar piezas hasta de 30 kg y es rentable para grandes cantidades de piezas sin grandes requerimientos de calidad. Fundición a vacio

3. Fundición hueca es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son paredes delgadas de metal. 4. Fundición prensada o de corthias es un proceso para producir piezas huecas pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal fundido en el interior de un molde con un extremo abierto por el que se introduce un corazón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez que empieza a solidificarse el metal del molde, se extrae el corazón, lo que origina una pieza de buena calidad. Este sistema de fundición es considerado como artesanal y sólo es rentable cuando se van a fabricar pocas piezas. Fundición centrífuga la fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede general al hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga: i. Fundición centrífuga real ii. Fundición semicentrífuga iii. Centrifugado i. Fundición centrífuga real

Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotación. Ii. Fundición semicentrífuga es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente.

Iii. Centrifugado es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las cavidades de los moldes.

Procesos de fundición especiales proceso de fundición a la cera perdida es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en la creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cerámico se introduce a un horno, con ello el material cerámico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vacía el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricación de piezas ornamentales únicas o con muy pocas copias. Proceso de cáscara cerámica es un proceso parecido al de la cera perdida, sólo que en este proceso el modelo de cera o un material de bajo punto de fusión se introduce varias veces en una lechada refractaria (yeso con polvo de marmol) la que cada vez que el modelo se introduce este se recubre de una capa de la mezcla, generando una cubierta en el modelo. Posteriormente el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material refractario se endurecerá y el modelo se derrite. Así se tiene un molde listo para ser llenado con un metal y producir una fundición sólida o hueca.

Fundición en molde de yeso cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas de tamaño reducido y de baja calidad en su terminado superficial, se utiliza el proceso de fundición en molde de yeso. Este consiste en la incrustación de las piezas modelo que se desean fundir, en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se extraen las piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas con las formas deseadas.

Moldes especiales. Plástico, cemento, papel, yeso, madera y hule todos estos son materiales usados en moldes para aplicaciones particulares.

 el molde debe poseer las siguientes características:

Debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del metal. Debe resistir la acción de la erosión del metal que fluye con rapidez durante la colada. Debe generar una cantidad mínima de gas cuando se llena con el metal fundido. Los gases contaminan el metal y pueden alterar el molde. Debe construirse de modo que cualquier gas que se forme pueda pasar a través del cuerpo del molde mismo, más bien que penetrar el metal. Debe ser suficientemente refractario para soportar la alta temperatura del metal y poderse desprender con limpieza del colado después del enfriamiento. El corazón debe ceder lo suficiente para permitir la contracción del colado después de la solidificación.

ACTIVIDAD (7.4)

Una mena es un mineral del que se puede extraer un elemento, un metal generalmente, por contenerlo en cantidad suficiente para ser aprovechado. Así, se dice que un mineral es mena de un metal cuando mediante minería es posible extraer ese mineral de un yacimiento y luego mediante metalurgia obtener el metal de ese mineral.

Asociado al concepto de mena, está el de ganga. Es el conjunto de minerales que, en un yacimiento, se encuentra en la roca explotada junto a la mena. La ganga hace que la ley del metal disminuya, por lo que es necesario separarla de la mena, como primera etapa en la concentración

Las menas suelen ser óxidos, sulfuros o silicatos.

 

 

ACTIVIDAD (7.3)

En ingeniería, las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes que permiten diferenciar un material de otros, desde el punto de vista del comportamiento mecánico de los materiales en ingeniería, también hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanizados que pueda tener. Entre estas características mecánicas y tecnológicas destacan:

• Resistencia a esfuerzos de tracción, compresión, flexión y torsión, así como desgaste y fatiga, dureza, resiliencia, elasticidad, tenacidad, fragilidad, cohesión, plasticidad, ductilidad, maleabilidad, porosidad, magnetismo, las facilidades que tenga el material para soldadura, mecanizado, tratamiento térmico así como la resistencia que tenga a los procesos de oxidación, corrosión. Asimismo es interesante conocer el grado de conductividad eléctrica y la conductividad térmica que tenga y las facilidades que tenga para formar aleaciones.

• Aparte de estas propiedades mecánicas y tecnológicas cabe destacar cuando se elige un material para un componente determinado, la densidad de ese material, el color, el punto de fusión la disponibilidad y el precio que tenga.

Debido a que cada material se comporta diferente, es necesario analizar su comportamiento mediante pruebas experimentales..

• Entre las propiedades mecánicas más comunes que se mide en los materiales están la resistencia a tracción, a compresión, la deformación, el coeficiente de Poisson y el módulo de elasticidad o módulo de Young.

Existen tablas con esta información en muchos manuales de ingeniería.

ACTIVIDAD (7.2)

La metalurgia es la ciencia que se ocupa del estudio de las propiedades, las aplicaciones y los procesos de extracción y elaboración de los metales. La siderurgia es la metalurgia del hierro, el acero y las fundiciones.

En líneas muy generales, el proceso siderúrgico transcurre de la siguiente manera:

Extracción del mineral de hierro, que suele ser oligisto o limonita, aunque también se extrae a partir de la magnetita, la siderita o la pirita.

Separación de la mena (el mineral que contiene el hierro) de la ganga (arena, cal y otros minerales)

Calcinación del mineral o reducción con carbón de coque, en un alto horno para obtener el arrabio, que es un producto formado por hierro que contiene entre el 2,5 y el 4,5% de carbono, además de silicio, manganeso, fósforo, azufre y otras impurezas.

Transformación del arrabio en hierro dulce, fundiciones o acero. Para obtener las fundiciones se deja solidificar el arrabio y después se vuelve a fundir en un horno de cubilote. Para obtener el acero, el arrabio líquido se mezcla con chatarra y mineral de hierro en un mezclador y se envía a diferentes hornos de afino, según el tipo de acero que se quiera conseguir.

ACTIVIDAD (7.1)

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono a las que se suelen añadir otros elementos como el cromo, el manganeso, el níquel, el vanadio o el titanio. La adición de estos elementos hace que el acero adquiera ciertas propiedades, dependiendo de los elementos y la proporción en la que se añadan, tales como la elasticidad, mayor dureza o mayor resistencia a la corrosión.

Se tienen dos clases de aceros:

Aceros comunes Contienen únicamente hierro y carbono. Son fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean en la construcción de estructuras, clavos, tornillos, herrajes y herramientas corrientes.

Aceros aleados Contienen otros elementos, además del hierro y del carbono. Son muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean en la fabricación de instrumentos y herramientas especiales, elementos de maquinaria, herramientas de corte, etc.

 

Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono que se diferencian de los aceros en el porcentaje de carbono que contienen. Así, mientras los aceros contienen entre el 0,03 y el 1,76 % de carbono, las fundiciones contienen entre 1,76 y 6,67%. Esta diferencia hace que las propiedades y los usos de unas y otros sean diferentes.

Así, las fundiciones son más resistentes a la corrosión y a los cambios bruscos de temperatura que los aceros comunes.

Las fundiciones son fáciles de mecanizar y de moldear y se emplean en la fabricación de piezas de gran tamaño, tales como bancadas de maquinaria, calderas, carcasas, etc.

ACTIVIDAD (7.1)

Los aceros son aleaciones de hierro y carbono a las que se suelen añadir otros elementos como el cromo, el manganeso, el níquel, el vanadio o el titanio. La adición de estos elementos hace que el acero adquiera ciertas propiedades, dependiendo de los elementos y la proporción en la que se añadan, tales como la elasticidad, mayor dureza o mayor resistencia a la corrosión.

Se tienen dos clases de aceros:

Aceros comunes Contienen únicamente hierro y carbono. Son fáciles de soldar y poco resistentes a la corrosión. Se emplean en la construcción de estructuras, clavos, tornillos, herrajes y herramientas corrientes.

Aceros aleados Contienen otros elementos, además del hierro y del carbono. Son muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean en la fabricación de instrumentos y herramientas especiales, elementos de maquinaria, herramientas de corte, etc.

 

Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono que se diferencian de los aceros en el porcentaje de carbono que contienen. Así, mientras los aceros contienen entre el 0,03 y el 1,76 % de carbono, las fundiciones contienen entre 1,76 y 6,67%. Esta diferencia hace que las propiedades y los usos de unas y otros sean diferentes.

Así, las fundiciones son más resistentes a la corrosión y a los cambios bruscos de temperatura que los aceros comunes.

Las fundiciones son fáciles de mecanizar y de moldear y se emplean en la fabricación de piezas de gran tamaño, tales como bancadas de maquinaria, calderas, carcasas, etc.

ACTIVIDAD (6.2)

 

Cuando menos en nuestro país, el material emblemático de los ingenieros civiles y la construcción es el concreto armado; en general, los más grandes avances en la historia de la ingeniería civil están ligados al desarrollo y conocimiento de las propiedades de éste material y es por esto que en esta cronología me ocupo de él.

12,000 AC    Las reacciones entre la piedra caliza y el aceite de esquistos durante una combustión espontánea ocurrida en Israel formaron depósitos naturales de compuestos cementicios. Estos depósitos fueron detallados por geólogos israelíes a lo largo de las décadas de 1960 y 1970.

6,500 AC    Un molde de concreto que data del año 6,500 AC fue descubierto recientemente por arqueólogos en Siria (la imagen corresponde a una ciudad abandonada en el norte de Siria).

5,600 AC    Concretos tempranos han sido descubiertos en Europa a lo largo del recorrido del Rio Danubio en Yugoslavia. Cazadores y pescadores mezclaron limos, arena, grava y agua para construir pisos para sus chozas.

3,000 AC    En China se utilizaron materiales cementicios para mantener unidos los troncos de bambú con los que construían sus embarcaciones y también la Gran Muralla. Su uso se generalizó en la Provincia de Gansu , al nordeste de China. Como lo describen: "era un material de color verde-plomizo oscuro y era usado para construir pisos cuando se mezclaba con arena, trozos de hueso, pedazos rotos de cerámica y agua".

2,500 AC    Los Egipcios usaron barro mezclado con paja para construir bloquetas. También adelantaron en trabajar con morteros de yeso y limo como agente de unión de los bloques de piedra con los que construyeron las pirámides.

800 AC    En Grecia, Creta y Chipre usaron morteros de limo que fueron mucho más resistentes que los usados posteriormente por los Romanos.

600 AC    Los Griegos descubrieron una puzzolana natural el la Isla Santorini que desarrollaba propiedades hidráulicas cuando se mezclaba con limo. Esto hizo posible producir concretos que podían fraguar bajo el agua tanto como en la intemperie.

400 AC - 200 DC   Petra (del Griego: Ciudad de Piedra), ancestral ciudad Arabe al sudeste de lo que ahora es Jordania. Fué prácticamente labrada en la roca. El exlorador Suizo Johann Burckhardt la redescubrió en 1,812. Es una impresionante fortaleza que brilla por la belleza y magnificiencia de sus monumentos. Los que más resaltan son el templo de Khaznet Firaoun también conocido como el Tesoro de los Faraones y un teatro semicircular con capacidad para cerca de 3,000 espectadores. Los restos de Petra son un elocuente testimonio del poder y abundancia de una cultura.

300 AC    En Babilonia y Siria se usaron mezclas bituminosas para unir piedras y bloques de ladrillo

300 AC-476 DC   Los Romanos usaron cemento puzzolánico, denominado así por ser obtenido cerca de Pozzuoli, Italia, cerca al Monte Vesuvio para construir la Vía Appia, los Baños Romanos, El Coliseo y Panteón de Roma y el Acueducto de Pont du Gard en el Sur de Francia. Ellos usaron limo y materiales cementicios. Plinio reportó una mezcla de 1 parte de limo por 4 partes de arena. Vitruvius reportó una mezcla de 2 partes de puzzolana por 1 parte de limo; grasa animal, leche y sangre también fueron usadas en las mezclas. Estas sustancias añadidas a las mezclas incrementan sus propiedades, tanto así que subsisten hasta nuestros días

193 AC    El Pórtico de Aemelia fue construido con piedras trabadas unidas con mortero cementicio

25 AC    Herodes el Grande mandó construir un puerto en Cesárea. Para la construcción de los rompeolas se utilizó concreto hidráulico para unir las rocas. Cesárea está localizada a mitad de camino entre Tel Aviv y Haifa.

80 DC    Los ingenieros del ejército Romano construyeron acueductos para servir a las mayores ciudades del imperio. En la figura aparece una parte del acueducto de 56 millas construido entre las ciudades de Eiffel y Cologne; las dimensiones interiores aproximadas son de 110 cm de alto por 77 cm de ancho, con paredes de 38 cm de espesor.

82 DC    El Coliseo Romano es construido usando el denominado "Concreto Romano" en grandes cantidades.

128 DC    Se termina de construir el Panteón Romano. El domo tiene 43 mt de diámetro, y fue construido utilizando agregados que variaban en densidad; desde roca basáltica en las cimentaciones hasta desechos volcánicos, incluida piedra pómez, en las paredes y remates superiores. Luego del año 476 DC, es decir, luego de la caída del Imperio Romano decayó el uso del concreto y durante los siguientes 1,200 años se utilizaron concretos preparados en base a mezclas con limo.

700 DC    Los Sajones construyeron "mezcladores de concreto" a manera de recipientes tallados en roca. Una viga con elementos de sujeción y paletas efectuaban el mezclado girando alrededor de un eje central, tal como se observa en el gráfico.

1,678    Joseph Moxon escribió acerca del calor interno que se producía al añadir agua a las mezclas secas en las que se utilizaban materiales cementicios; conocido ahora como calor de hidratación.

1,756    El ingeniero Inglés John Smeaton redescubrió el cemento hidráulico a través de pruebas con mezclas utilizando aguas dulces y saladas. Descubrió que las mezclas endurecian bajo el agua si se trabajaban con cementos producidos de piedra caliza con altos contenidos de arcilla. Este investigador marcó "el antes y el después" cuando mezcló una piedra caliza del sur de Gales con puzzolana italiana obtenida en la localidad de Civitavecchia. Con ésta combinación Smeaton produjo el primer cemento de alta calidad desde la caída del Imperio Romano.

1,779    John Smeaton usó sus conocimientos para empezar a construir la primera estructura de concreto desde la época de los antiguos Romanos: el faro Eddystone en Cornwall, Inglaterra, obra que terminó en 1793. En el mismo año de 1779 Bry Higgins patentó su propio   cemento hidráulico.

1,780    Bry Higgins publicó "Experimentos y Observaciones hechas con miras a mejorar el arte de mezclar y aplicar cementos calcáreos".

1,796    James Parker, de Inglaterra patentó un cemento hidráulico natural, el que obtenía por calcinación de piedra caliza con impurezas y con arcilla. Este producto se llamó cemento Parker o Cemento Romano.

1,802    En Francia se usó un procedimiento similar al que originó el Cemento Romano.

1,810    Edgar Dobbs patentó un mortero hidráulico aunque fué de muy pobre calidad debido a fallas en el proceso de quemado.

1,812-1,813    Louis Vicat de Francia preparó un cemento hidráulico artificial de limo calcinando mezclas de piedra caliza y arcilla.

1,818    Maurice St. Leger presentó patentes de cementos hidráulicos. Este cemento natural fué producido en USA era similar al preparado por John Smeaton. En el mismo año, el ingeniero americano Canvass White encontró grandes depósitos de roca en el Condado Madison, Nueva York, que servían para producir cemento hidráulico después de un pequeño proceso.

1,820-1,821    John Tickell y Abraham Chambers patentaron su propio cemento hidráulico.

1,822    El inglés James Frost preparó un cemento hidráulico de buena calidad al que denominó Cemento Británico.

1,824    Joseph Aspdin, albañil inglés de la ciudad de Leeds patentó lo que él denominó "cemento Portland" calcinando materiales obtenidos en la isla de Portland.

1,825    En la construcción del canal Erie, en los Estados Unidos, la demanda de cemento fue muy alta. la obra se abasteció con un "limo hidráulico" encontrado en los condados de Madison, Cayuga y Onondaga, en Nueva York.

1,828    I.K. Brunel es acreditado como el primer ingeniero que aplicó el cemento portland en una obra de ingeniería; lo usó para sellar un falla en el túnel Thames.

1,830    En Canadá se produjo la primera fabricación masiva de cemento.

1,836    En Alemania se llevaron a cabo las primeras pruebas sistemáticas para evaluar la resistencia a la tensión y compresión de los productos preparados con cemento.

1,843    J.M. Mauder, Son & Co. obtuvo la primera licencia para la producción industrial de cemento portland.

1,848    Jean Louis Lambot  fue el primero en usar refuerzo en el concreto. Construyó varios botes pequeños de concreto reforzados con una malla hecha de alambres trenzados.

1,849    Pettenkofer & Fuches realizaron las primeras pruebas químicas del cemento portland.

1,850's    Aparecieron los primeros caminos de concreto en Austria y luego en Inglaterra (1865). En Francia, entre 1950 y 1980, el constructor Francois Coignet  fue el responsable de masificar el uso del concreto para la edificación.

1,854    El Inglés William B. Wilkinson, construyó una pequeña cabaña   de dos niveles; reforzó el concreto de los pisos y techos con alambres de acero trenzados. Esta edificación se reconoce como la primera de concreto armado.

1,859-1,867    Se utilizó cemento portland en la construcción del sistema de alcantarillas de desague de la ciudad de Londres.

1,860    Se inicia la era moderna del cemento portland a través de composiciones más resistentes.

1,862    La compañía inglesa Blake Stonebreaker introduce al mercado las primeras chancadoras de clinker.

1,868    Se envió el primer cargamento de cemento portland a los EEUU.

1,871    David O. Saylor estableció la primera planta de producción de cemento portland en los EEUU. Entre 1871 y 1875 William E. Ward construyó el primer edificio de altura en concreto reforzado en Port Chester, Nueva York, según el diseño del arquitecto Robert Mook.

1,880    El inglés J. Grant mostró la importancia de utilizar las partes más densas y pesadas del clinker. Los ingredientes claves fueron estudiados químicamente al detalle.

1,884    Ernest L. Ransom patentó un sistema de refuerzo basado en varillas cuadradas de acero retorcidas para ayudar a desarrollar una mejor adherencia entre el concreto y el refuerzo.

1,885    F. Ransome patentó un horno ligeramente inclinado el que al rotar permitía que el material se moviera gradualmente de un extremo a otro.

1,886    El primer horno rotatorio fué introducido en Inglaterra  para reemplazar a los de diseño vertical.

1,887    El francés Henri Le Chatelier estableció proporciones en los materiales de producción del cemento portland. El denominó a los componentes: Alite (silicato tricálcico), Belite (silicato dicálcico) y Celite (aluminoferrita tetracálcica). El propuso que el endurecimiento es causado por la formación de cristales producidos por las reacciones químicas entre el cemento y el agua.

1,889    Gyozo Mihailich construye en la Villa de Solt, Hungría, primer puente de arco con concreto reforzado; estaba constituido por dos tramos de 5 mt cada uno.

1,890    En EEUU se añade yeso durante la trituración del clinker para que actúe a manera de retardante. Los hornos verticales se reemplazaron por horizontales rotatorios y se usaron molinos de bola para triturar el cemento.

1,891    George Bartholomew construyó la primera calzada en la ciudad de Bellefontaine, EEUU; existe hasta nuestros días.

1,892    Francois Hennebique patentó un sistema constructivo de concreto reforzado usado en la edificación que aparece en le figura; nótese los dos cantilevers que se intersectan y soportan la carga de 200 ton de la torre. Hennebique fué responsable de la difusión del uso del concreto armado.

1,893    William Michaelis demostró que los metasilicatos hidratados forman una masa gelatinosa que se deshidrata mientras el concreto se endurece.

1,900    Las pruebas básicas al cemento fueron estandarizadas.

1,901    Arthur Henry Simons diseño una abrazadera de sujección para encofrados de columnas.

1,902    Thomas Edison fue el pionero del desarrollo de los hornos rotatorios. En este año, August Perret diseño y construyó un edificio de departamentos en París al que él solia llamar "el sistema trabado de concreto reforzado"; influenció la construcción en concreto por décadas.

1,903    Con la construcción del teatro de los Campos Elíseos August Perret hizo del concreto un material de amplia aceptación.

1,904    El edificio Ingalls fué el primer rascacielos que se edificó; fue construido en la ciudad de Cincinatti en 1,904; en su construcción se usó el sistema de reforzamiento Ransome.

1,905    Frank lloyd Wright empieza con la construcción del templo Unity en Oak Park, Illinois. Los trabajos duraron tres años en completarse. Wrigth diseño esta masiva estructura de manera que las formas que se fabricaron pudieran usarse múltiple veces.

1,908    Thomas Alva Edison patentó un sistema de prefabricación con moldes metálicos para la construcción de viviendas monolíticas, de manera que las paredes, pisos, techo, escaleras y conductos sanitarios y eléctricos estuvieran listos en una sola etapa de vaceado. Edison construyó 11 casas de este tipo en Union Nueva Jersey, llegando a vaciar cada una en un solo día. Estas casas están en uso hasta el día de hoy.

1,913    Se patentó la primera bomba de concreto lo que permitió facilitar enormemente los procesos de vaciado.

1,916    Se creó la Portland Cement Association en EEUU.

1,917    El US Bureau of Standars (Agencia Americana de los Estándares) y the American Society for testing Materials (Sociedad Americana para la Prueba de Materiales) establecieron la fórmula estándar del cemento portland.

1,919    Meis van der Rohe propone diversos diseños de rascacielos de concreto armado.

1,922    Se construyó el Edificio de Las Artes Médicas  en la ciudad de Dallas; hasta el año 1992 fué el edificio de concreto más alto construido. En la figura aparece Notre Dame du Raincy, construida en la ciudad de Raincy, en Francia por Auguste Perret en el mismo año.

ACTIVIDAD (6.2)

 

Cuando menos en nuestro país, el material emblemático de los ingenieros civiles y la construcción es el concreto armado; en general, los más grandes avances en la historia de la ingeniería civil están ligados al desarrollo y conocimiento de las propiedades de éste material y es por esto que en esta cronología me ocupo de él.

12,000 AC    Las reacciones entre la piedra caliza y el aceite de esquistos durante una combustión espontánea ocurrida en Israel formaron depósitos naturales de compuestos cementicios. Estos depósitos fueron detallados por geólogos israelíes a lo largo de las décadas de 1960 y 1970.

6,500 AC    Un molde de concreto que data del año 6,500 AC fue descubierto recientemente por arqueólogos en Siria (la imagen corresponde a una ciudad abandonada en el norte de Siria).

5,600 AC    Concretos tempranos han sido descubiertos en Europa a lo largo del recorrido del Rio Danubio en Yugoslavia. Cazadores y pescadores mezclaron limos, arena, grava y agua para construir pisos para sus chozas.

3,000 AC    En China se utilizaron materiales cementicios para mantener unidos los troncos de bambú con los que construían sus embarcaciones y también la Gran Muralla. Su uso se generalizó en la Provincia de Gansu , al nordeste de China. Como lo describen: "era un material de color verde-plomizo oscuro y era usado para construir pisos cuando se mezclaba con arena, trozos de hueso, pedazos rotos de cerámica y agua".

2,500 AC    Los Egipcios usaron barro mezclado con paja para construir bloquetas. También adelantaron en trabajar con morteros de yeso y limo como agente de unión de los bloques de piedra con los que construyeron las pirámides.

800 AC    En Grecia, Creta y Chipre usaron morteros de limo que fueron mucho más resistentes que los usados posteriormente por los Romanos.

600 AC    Los Griegos descubrieron una puzzolana natural el la Isla Santorini que desarrollaba propiedades hidráulicas cuando se mezclaba con limo. Esto hizo posible producir concretos que podían fraguar bajo el agua tanto como en la intemperie.

400 AC - 200 DC   Petra (del Griego: Ciudad de Piedra), ancestral ciudad Arabe al sudeste de lo que ahora es Jordania. Fué prácticamente labrada en la roca. El exlorador Suizo Johann Burckhardt la redescubrió en 1,812. Es una impresionante fortaleza que brilla por la belleza y magnificiencia de sus monumentos. Los que más resaltan son el templo de Khaznet Firaoun también conocido como el Tesoro de los Faraones y un teatro semicircular con capacidad para cerca de 3,000 espectadores. Los restos de Petra son un elocuente testimonio del poder y abundancia de una cultura.

300 AC    En Babilonia y Siria se usaron mezclas bituminosas para unir piedras y bloques de ladrillo

300 AC-476 DC   Los Romanos usaron cemento puzzolánico, denominado así por ser obtenido cerca de Pozzuoli, Italia, cerca al Monte Vesuvio para construir la Vía Appia, los Baños Romanos, El Coliseo y Panteón de Roma y el Acueducto de Pont du Gard en el Sur de Francia. Ellos usaron limo y materiales cementicios. Plinio reportó una mezcla de 1 parte de limo por 4 partes de arena. Vitruvius reportó una mezcla de 2 partes de puzzolana por 1 parte de limo; grasa animal, leche y sangre también fueron usadas en las mezclas. Estas sustancias añadidas a las mezclas incrementan sus propiedades, tanto así que subsisten hasta nuestros días

193 AC    El Pórtico de Aemelia fue construido con piedras trabadas unidas con mortero cementicio

25 AC    Herodes el Grande mandó construir un puerto en Cesárea. Para la construcción de los rompeolas se utilizó concreto hidráulico para unir las rocas. Cesárea está localizada a mitad de camino entre Tel Aviv y Haifa.

80 DC    Los ingenieros del ejército Romano construyeron acueductos para servir a las mayores ciudades del imperio. En la figura aparece una parte del acueducto de 56 millas construido entre las ciudades de Eiffel y Cologne; las dimensiones interiores aproximadas son de 110 cm de alto por 77 cm de ancho, con paredes de 38 cm de espesor.

82 DC    El Coliseo Romano es construido usando el denominado "Concreto Romano" en grandes cantidades.

128 DC    Se termina de construir el Panteón Romano. El domo tiene 43 mt de diámetro, y fue construido utilizando agregados que variaban en densidad; desde roca basáltica en las cimentaciones hasta desechos volcánicos, incluida piedra pómez, en las paredes y remates superiores. Luego del año 476 DC, es decir, luego de la caída del Imperio Romano decayó el uso del concreto y durante los siguientes 1,200 años se utilizaron concretos preparados en base a mezclas con limo.

700 DC    Los Sajones construyeron "mezcladores de concreto" a manera de recipientes tallados en roca. Una viga con elementos de sujeción y paletas efectuaban el mezclado girando alrededor de un eje central, tal como se observa en el gráfico.

1,678    Joseph Moxon escribió acerca del calor interno que se producía al añadir agua a las mezclas secas en las que se utilizaban materiales cementicios; conocido ahora como calor de hidratación.

1,756    El ingeniero Inglés John Smeaton redescubrió el cemento hidráulico a través de pruebas con mezclas utilizando aguas dulces y saladas. Descubrió que las mezclas endurecian bajo el agua si se trabajaban con cementos producidos de piedra caliza con altos contenidos de arcilla. Este investigador marcó "el antes y el después" cuando mezcló una piedra caliza del sur de Gales con puzzolana italiana obtenida en la localidad de Civitavecchia. Con ésta combinación Smeaton produjo el primer cemento de alta calidad desde la caída del Imperio Romano.

1,779    John Smeaton usó sus conocimientos para empezar a construir la primera estructura de concreto desde la época de los antiguos Romanos: el faro Eddystone en Cornwall, Inglaterra, obra que terminó en 1793. En el mismo año de 1779 Bry Higgins patentó su propio   cemento hidráulico.

1,780    Bry Higgins publicó "Experimentos y Observaciones hechas con miras a mejorar el arte de mezclar y aplicar cementos calcáreos".

1,796    James Parker, de Inglaterra patentó un cemento hidráulico natural, el que obtenía por calcinación de piedra caliza con impurezas y con arcilla. Este producto se llamó cemento Parker o Cemento Romano.

1,802    En Francia se usó un procedimiento similar al que originó el Cemento Romano.

1,810    Edgar Dobbs patentó un mortero hidráulico aunque fué de muy pobre calidad debido a fallas en el proceso de quemado.

1,812-1,813    Louis Vicat de Francia preparó un cemento hidráulico artificial de limo calcinando mezclas de piedra caliza y arcilla.

1,818    Maurice St. Leger presentó patentes de cementos hidráulicos. Este cemento natural fué producido en USA era similar al preparado por John Smeaton. En el mismo año, el ingeniero americano Canvass White encontró grandes depósitos de roca en el Condado Madison, Nueva York, que servían para producir cemento hidráulico después de un pequeño proceso.

1,820-1,821    John Tickell y Abraham Chambers patentaron su propio cemento hidráulico.

1,822    El inglés James Frost preparó un cemento hidráulico de buena calidad al que denominó Cemento Británico.

1,824    Joseph Aspdin, albañil inglés de la ciudad de Leeds patentó lo que él denominó "cemento Portland" calcinando materiales obtenidos en la isla de Portland.

1,825    En la construcción del canal Erie, en los Estados Unidos, la demanda de cemento fue muy alta. la obra se abasteció con un "limo hidráulico" encontrado en los condados de Madison, Cayuga y Onondaga, en Nueva York.

1,828    I.K. Brunel es acreditado como el primer ingeniero que aplicó el cemento portland en una obra de ingeniería; lo usó para sellar un falla en el túnel Thames.

1,830    En Canadá se produjo la primera fabricación masiva de cemento.

1,836    En Alemania se llevaron a cabo las primeras pruebas sistemáticas para evaluar la resistencia a la tensión y compresión de los productos preparados con cemento.

1,843    J.M. Mauder, Son & Co. obtuvo la primera licencia para la producción industrial de cemento portland.

1,848    Jean Louis Lambot  fue el primero en usar refuerzo en el concreto. Construyó varios botes pequeños de concreto reforzados con una malla hecha de alambres trenzados.

1,849    Pettenkofer & Fuches realizaron las primeras pruebas químicas del cemento portland.

1,850's    Aparecieron los primeros caminos de concreto en Austria y luego en Inglaterra (1865). En Francia, entre 1950 y 1980, el constructor Francois Coignet  fue el responsable de masificar el uso del concreto para la edificación.

1,854    El Inglés William B. Wilkinson, construyó una pequeña cabaña   de dos niveles; reforzó el concreto de los pisos y techos con alambres de acero trenzados. Esta edificación se reconoce como la primera de concreto armado.

1,859-1,867    Se utilizó cemento portland en la construcción del sistema de alcantarillas de desague de la ciudad de Londres.

1,860    Se inicia la era moderna del cemento portland a través de composiciones más resistentes.

1,862    La compañía inglesa Blake Stonebreaker introduce al mercado las primeras chancadoras de clinker.

1,868    Se envió el primer cargamento de cemento portland a los EEUU.

1,871    David O. Saylor estableció la primera planta de producción de cemento portland en los EEUU. Entre 1871 y 1875 William E. Ward construyó el primer edificio de altura en concreto reforzado en Port Chester, Nueva York, según el diseño del arquitecto Robert Mook.

1,880    El inglés J. Grant mostró la importancia de utilizar las partes más densas y pesadas del clinker. Los ingredientes claves fueron estudiados químicamente al detalle.

1,884    Ernest L. Ransom patentó un sistema de refuerzo basado en varillas cuadradas de acero retorcidas para ayudar a desarrollar una mejor adherencia entre el concreto y el refuerzo.

1,885    F. Ransome patentó un horno ligeramente inclinado el que al rotar permitía que el material se moviera gradualmente de un extremo a otro.

1,886    El primer horno rotatorio fué introducido en Inglaterra  para reemplazar a los de diseño vertical.

1,887    El francés Henri Le Chatelier estableció proporciones en los materiales de producción del cemento portland. El denominó a los componentes: Alite (silicato tricálcico), Belite (silicato dicálcico) y Celite (aluminoferrita tetracálcica). El propuso que el endurecimiento es causado por la formación de cristales producidos por las reacciones químicas entre el cemento y el agua.

1,889    Gyozo Mihailich construye en la Villa de Solt, Hungría, primer puente de arco con concreto reforzado; estaba constituido por dos tramos de 5 mt cada uno.

1,890    En EEUU se añade yeso durante la trituración del clinker para que actúe a manera de retardante. Los hornos verticales se reemplazaron por horizontales rotatorios y se usaron molinos de bola para triturar el cemento.

1,891    George Bartholomew construyó la primera calzada en la ciudad de Bellefontaine, EEUU; existe hasta nuestros días.

1,892    Francois Hennebique patentó un sistema constructivo de concreto reforzado usado en la edificación que aparece en le figura; nótese los dos cantilevers que se intersectan y soportan la carga de 200 ton de la torre. Hennebique fué responsable de la difusión del uso del concreto armado.

1,893    William Michaelis demostró que los metasilicatos hidratados forman una masa gelatinosa que se deshidrata mientras el concreto se endurece.

1,900    Las pruebas básicas al cemento fueron estandarizadas.

1,901    Arthur Henry Simons diseño una abrazadera de sujección para encofrados de columnas.

1,902    Thomas Edison fue el pionero del desarrollo de los hornos rotatorios. En este año, August Perret diseño y construyó un edificio de departamentos en París al que él solia llamar "el sistema trabado de concreto reforzado"; influenció la construcción en concreto por décadas.

1,903    Con la construcción del teatro de los Campos Elíseos August Perret hizo del concreto un material de amplia aceptación.

1,904    El edificio Ingalls fué el primer rascacielos que se edificó; fue construido en la ciudad de Cincinatti en 1,904; en su construcción se usó el sistema de reforzamiento Ransome.

1,905    Frank lloyd Wright empieza con la construcción del templo Unity en Oak Park, Illinois. Los trabajos duraron tres años en completarse. Wrigth diseño esta masiva estructura de manera que las formas que se fabricaron pudieran usarse múltiple veces.

1,908    Thomas Alva Edison patentó un sistema de prefabricación con moldes metálicos para la construcción de viviendas monolíticas, de manera que las paredes, pisos, techo, escaleras y conductos sanitarios y eléctricos estuvieran listos en una sola etapa de vaceado. Edison construyó 11 casas de este tipo en Union Nueva Jersey, llegando a vaciar cada una en un solo día. Estas casas están en uso hasta el día de hoy.

1,913    Se patentó la primera bomba de concreto lo que permitió facilitar enormemente los procesos de vaciado.

1,916    Se creó la Portland Cement Association en EEUU.

1,917    El US Bureau of Standars (Agencia Americana de los Estándares) y the American Society for testing Materials (Sociedad Americana para la Prueba de Materiales) establecieron la fórmula estándar del cemento portland.

1,919    Meis van der Rohe propone diversos diseños de rascacielos de concreto armado.

1,922    Se construyó el Edificio de Las Artes Médicas  en la ciudad de Dallas; hasta el año 1992 fué el edificio de concreto más alto construido. En la figura aparece Notre Dame du Raincy, construida en la ciudad de Raincy, en Francia por Auguste Perret en el mismo año.