Objetivos Docentes: Tema 13: Selección de materiales e innovación

Transcripción

1 Tema 13: Selección de materiales e innovación 1. Incorporación de materiales a la Arquitectura. 2. Adecuación, compatibilidad y durabilidad de los materiales. 3. Criterios de selección de materiales de construcción. 4. Investigación, desarrollo e innovación en materiales y productos de construcción. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. GRADO EN F. ARQUITECTURA Y U. Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Profesor Gonzalo Barluenga Badiola Objetivos Docentes: Seleccionar, usando criterios objetivos, la aplicación en construcción arquitectónica de materiales a casos concretos, cumpliendo con sus requisitos formales, tecnológicos, normativos y de calidad. Conocer las tendencias actuales en la innovación en Materiales de construcción en Arquitectura.

2 Los materiales en la Arquitectura La incorporación de los materiales en una obra de Arquitectura requiere de una selección adecuada. Hay que tener en cuenta aspectos relacionados con el material y con su aplicación (adecuación y compatibilidad). La durabilidad dependerá de la naturaleza del material y del ambiente al que se exponga (agentes exteriores). De acuerdo con los requisitos a cumplir, se pueden definir criterios de selección: de diseño tecnológicos de fabricación y puesta en obra. Adecuación, compatibilidad y durabilidad de Materiales Adecuación: Trata todos los aspectos derivados de las funciones que cumplen los materiales en la Arquitectura (estéticas, constructivas y estructurales) Compatibilidad: Los materiales forman parte de elementos constructivos dentro de un sistema. Sus propiedades deben ser compatibles con otros materiales del elemento (aplicación). Durabilidad: La vida útil de los materiales depende de los agentes que actúen sobre ellos. Viene determinado por el ambiente al que se expongan.

3 Criterios de selección de materiales A la hora de seleccionar materiales para su aplicación constructiva, hay que tener en cuenta distintos aspectos: Diseño arquitectónico: expresividad de los materiales (propiedades organolépticas), modulación, composición y adecuación al entorno. Propiedades tecnológicas: físicas, químicas y mecánicas. Fabricación / puesta en obra: Viabilidad de la ejecución Económico: coste de material, mano de obra y equipos. Medioambientales: Consumo de recursos. Es necesario obtener información sobre el material. Criterios tecnológicos de selección Propiedades mecánicas (rigidez, resistencia, ductilidad) Comportamiento frente al fuego (Seguridad) Condiciones de habitabilidad Térmicas, Hídricas, acústicas, ópticas Seguridad de uso Compatibilidad: física, química y mecánica Durabilidad Comportamiento frente al agua y los agentes atmosféricos Resistencia a ataques químicos y biológicos Mantenimiento de sus propiedades mecánicas Resistencia a las acciones de uso (desgaste)

4 Criterios de fabricación y puesta en obra Incluyen todos los procesos, técnicas, sistemas y equipos necesarios para la fabricación, conformación, transporte, colocación y puesta en obra de materiales. Condicionan la viabilidad de la incorporación de los materiales y productos en una obra concreta. Hay que considerar aspectos como: Disponibilidad y precio Fiabilidad de la ejecución Especialización de los trabajadores y equipos necesarios Seguridad Velocidad de ejecución Consumo de recursos (naturales, agua y energía) Normativa y Calidad Los materiales y productos de construcción deben cumplir la normativa en función de su aplicación. Actualmente, la normativa define las prestaciones que debe proporcionar el material (Código Técnico). Las prestaciones se derivan de los requisitos esenciales (Marcado CE, obligatorio). Los distintivos de calidad certifican el cumplimiento de especificaciones de materiales para una aplicación, además de las especificaciones del Marcado CE. Facilitan la selección de materiales.

5 " Los cambios de estilos arquitectónicos fueron siempre culturales. Hoy son materiales; únicamente los nuevos materiales nos permiten hacer nuevas arquitecturas. " Alejandro de la Sota Investigación, Desarrollo e Innovación en Materiales (I+D+I) Existen diferentes líneas de investigación que buscan producir nuevas soluciones para la construcción: Estudio de propiedades y comportamiento de materiales (Ciencia de Materiales) Desarrollo de nuevos materiales (Ingeniería) Nuevos procesos de fabricación Variaciones de composición, estructura y propiedades de los materiales (Nuevos Materiales) Desarrollo de productos y nuevas aplicaciones Desarrollo de nuevos sistemas constructivos (Tecnología de la Construcción)

6 Progreso en Materiales de Construcción Persigue mejorar y aumentar las prestaciones de los materiales y productos de construcción para aplicaciones concretas. Especialización de los productos de construcción condicionando su forma y colocación. Las formas son más complejas y se consiguen gracias al avance de las técnicas de fabricación. La industrialización de la fabricación permite garantizar las características (físicas y mecánicas), incrementando la fiabilidad. Líneas : materiales modificados y compuestos. Qué pedimos a los nuevos materiales? Que mejoren/aumenten las propiedades de los materiales actuales. Para nuevas aplicaciones de materiales convencionales. Para nuevos materiales en las mismas aplicaciones. Que garanticen la seguridad de las personas. Que mantengan sus propiedades en el tiempo. Que reduzcan el impacto ambiental y el consumo de recursos.

7 Qué nos ofrecen los nuevos materiales? Nuevas formas, texturas, apariencia. Mayores prestaciones. Mayor seguridad: Mejores características mecánicas Mayor fiabilidad Uso habitual Situaciones de emergencia Mejor comportamiento frente a agentes externos y a lo largo del tiempo (durabilidad). Nuevos Materiales de Construcción El desarrollo de Nuevos Materiales para construcción se realiza actualmente en dos campos principales: Materiales de altas prestaciones: provienen de la Ingeniería (Civil, Industrial, Aeroespacial). Hormigones y morteros avanzados Metales y aleaciones avanzadas Materiales compuestos poliméricos (Composites) Nano materiales y materiales bio-inspirados Materiales sostenibles: buscan reducir el consumo de recursos, reduciendo el impacto ambiental. Uso de Materiales regionales Aumento de la vida útil de los materiales (durabilidad) Uso de componentes renovables y reciclaje de residuos

8 Hormigón traslúcido Adding optical fibers to a concrete mix generates translucent concrete. This see-through development is changing the perception of concrete s opaque mass. Light transmitting concrete is a mixture of optical glass fibres and fine concrete. It can be used as prefabricated blocks or panels. Thousands of optical glass fibres form a matrix and run parallel to each other between the two main surfaces of every block.the proportion of the fibres is small, at 4% of the total volume. Because of their size, they become a structural component in the concrete. The surface of the blocks therefore remains similar to homogeneous concrete.

9 Materiales Compuestos Compuestos laminados: láminas de uno o varios materiales unidos superficialmente (material de unión). Se busca adaptar el comportamiento de un material conocido a una aplicación concreta. Se diseñan a la carta. Compuestos reforzados: Inclusión de un material de refuerzo en un medio continuo (matriz), mejorando el comportamiento de ambos (compatibilidad) La inclusión del refuerzo mejora las propiedades mecánicas de la matriz. La matriz protege al refuerzo del ambiente.

10 Ejemplo de nuevo material Material de altas prestaciones Engineered cementitious composite (ECC) Nuevos Materiales Laminados Se combinan láminas de diferentes materiales, unidas con adhesivos. Aluminio Piedra Plásticos Cerámica Compuestos de cemento Madera Buscan combinar las propiedades de los componentes, industrializar productos y reducir espesores. El elemento clave es el adhesivo (consigue la unión de materiales a priori incompatibles).

11 Laminados de madera Laminados de piedra

12 Nuevos Laminados de vidrio Laminados de piedra y cerámica

13 Bio-Materiales Naturales Nanoestructurados (S. Chaurasiya) (S. Chaurasiya)

14 Tema 13: Selección de materiales. 1. Incorporación de materiales a la Arquitectura. 2. Adecuación, compatibilidad y durabilidad de los materiales. 3. Criterios de selección de materiales de construcción. 4. Investigación, desarrollo e innovación en materiales y productos de construcción. Bibliografía de consulta recomendada. Brookes, A. J. y Poole, D.; Innovation in Architecture, Spoon Press, Directiva 89/106/CEE sobre los productos de la construcción (R.D. 1630/1992) y desarrollo de Marcado CE de materiales y productos de la construcción.