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• Angel CJ

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INDICE

1. Objetivos 2 2. Presentación 3 3. Dedicatoria

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4. Antecedentes :

5

5. La medición en la historia 5 6. Primera medición terrestre 7 7. ¿Qué es la escala?

8

8. Escalas normalizadas 9 9. Ejemplos prácticos

9

10. Uso del escalimetro 10

11.

¿Qué es la metrología? 12

12.

Tipos de metrología 14

13.

Que es un patrón de medida 16

14.

¿Para qué sirve? 17

15.

¿Qué es la medición? 17

16.

Definición de trazabilidad 19

17.

Definición de calibración 20

18.

Conocimiento de los materiales 25

19.

Ensayo de materiales 27

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20.

Normativa 36

21.

Presente y futuro de los materiales de construcción 37

22.

Bibliografía 38

23.

Anexos 39

OBJETIVO GENERAL

El presente trabajo tiene por finalidad el pleno conocimiento de todos los materiales que se utilizan en el campo de la ingeniería civil, desde un punto de vista práctico y sin perder el aspecto científico.

OBJETIVO S ESPECIFICOS

Estudiar el uso predeterminado de la escala, como su influencia dentro de la rama de la ingeniería civil.

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PRESENTACION

Uno de los requisitos indispensables que tiene que tener el ingeniero civil es la de conocer y poner en práctica el uso de los materiales, empleando así el uso de las mediciones el pleno conocimiento de ellos.

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DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado a cada uno de los futuros ingenieros que elaboraron el presente trabajo con esmero y mucha perseverancia… gracias a todos.

ANTECEDENTES:

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Las primeras mediciones realizadas estuvieron realizadas con la masa, la longitud y el tiempo, y posteriormente las de volumen y de ángulo como necesidad debido a las primeras construcciones del hombre

LA MEDICIÓN EN LA HISTORIA Desde la aparición del ser humano en la tierra, la necesidad de explorar nuevos territorios en busca de mejores condiciones de vida, le llevó a medir dichas distancias tomando como referencia las jornadas solares y las medidas corporales (pies, brazas...). Se conocen desde hace 2.500 años a.C. en el Cercano Oriente algunos planos y mapas esbozados. De igual modo, en los intercambios comerciales donde el trueque suponía intercambiar unos productos por otros, era necesario conocer la cantidad exacta del producto que se pretendía intercambiar, así comenzaron las mediciones en los productos alimenticios y de objetos de valor como el oro y la plata. Así se estima que los comienzos de la balanza se remontan al año 5.000 A.C. En Mesopotamia y Egipto comienzan a utilizarse en hacia el año 3.000 a.C. siendo sus valores múltiplos de una unidad común: el peso de un grano de trigo. Es posible que el uso de las pesas para la medición fuese posterior al uso del peso de grano. La ciencia griega, a partir del año 500 a.C. tuvo necesidad de instrumentos de precisión para determinar la pureza de metales preciosos. Desde el siglo VIII, los árabes mejoraron el diseño de la balanza. En Europa desde el siglo XII, aprendieron a fabricar balanzas a través de tratados antiguos y fueron balanzas más simples las utilizadas en la Alta Edad Media. Aún es posible encontrar en mercadillos la balanza "romana" aunque lo más habitual es que se trate de objeto de decorativos y las básculas de precisión electrónica son las que se utilizan en los comercios.

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Arriba Tebas 1250 A.C. Londres British Museum. Papiro egipcio del Libro de la muerte de Ani. Tribunal de Osiris. Debajo balanza de la época romana. A la izquierda balanza moderna y debajo balanza electrónica.

PRIMERA MEDICIÓN TERRESTRE: En el año 280 a.C. Eratóstenes realizó un cálculo muy aproximado de la circunferencia terrestre del siguiente modo:

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1.- Observó que en el mismo momento del día, en la actual ciudad de Asuán y en Alejandría, las varas colocadas verticalmente producían en una sombra y en otra no. ¿Cómo era esto posible? 2.- Al estar el sol a una distancia tan enorme, se considera que los rayos son paralelos. 3.- Si no hubiese sombra en ninguna de las dos varas, o fuesen iguales, esto supondría que la tierra era plana. 4.- Pero como en Asuán no tenía sombra y en Alejandría si, la conclusión es que la superficie de la tierra era curva. Por tanto a mayor curvatura, mayor longitud de sombra. 5.- Calculó que si las varas se prolongasen hasta el centro de la tierra, formarían un ángulo de 7º que es la 1/50 parte de 360. 6.- Eratóstenes encargo a una persona que midiese con sus pasos la distancia entre las dos ciudades que aproximadamente era de 800 km. 7.- Por lo tanto multiplicó 800 km x 50 = 40.000 km que es la longitud aproximada de la circunferencia terrestre.

¿QUÉ ES LA ESCALA? La representación de objetos a su tamaño natural no es posible cuando éstos son muy grandes o cuando son muy pequeños. En el primer caso, porque requerirían formatos de dimensiones poco manejables y en el segundo, porque faltaría claridad en la definición de los mismos. Esta problemática la resuelve la ESCALA, aplicando la ampliación o reducción necesarias en cada caso para que los objetos queden claramente representados en el plano del dibujo. Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real, esto es:

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E = dibujo / realidad Si el numerador de esta fracción es mayor que el denominador, se trata de una escala de ampliación, y será de reducción en caso contrario. La escala 1:1corresponde a un objeto dibujado a su tamaño real (escala natural).

ESCALA GRÁFICA: Basado en el Teorema de Thales se utiliza un sencillo método gráfico para aplicar una escala. 1º) Con origen en un punto O arbitrario se trazan dos rectas r y s formando un ángulo cualquiera. 2º) Sobre la recta r se sitúa el denominador de la escala (5 en este caso) y sobre la recta s el numerador (3 en este caso). Los extremos de dichos segmentos son A y B.

3º) Cualquier dimensión real situada sobre r será convertida en la del dibujo mediante una simple paralela a AB.

ESCALAS NORMALIZADAS: Aunque, en teoría, sea posible aplicar cualquier valor de escala, en la práctica se recomienda el uso de ciertos valores normalizados con objeto de facilitar la lectura de dimensiones mediante el uso de reglas o alcalímetros. Estos valores son: Ampliación: 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1... Reducción: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50... No obstante, en casos especiales (particularmente en construcción) se emplean ciertas escalas intermedias tales como:1:25, 1:30, 1:40, etc...

EJEMPLOS PRÁCTICOS:

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EJEMPLO 1: Se desea representar en un formato A3 la planta de un edificio de 60 x 30metros.La escala más conveniente para este caso sería 1:200 que proporcionaría unas dimensiones de 30 x 15 cm, muy adecuadas al tamaño del formato. EJEMPLO 2: Se desea representar en un formato A4 una pieza de reloj de dimensiones 2x1mm. La escala adecuada sería 10:1 EJEMPLO 3: Sobre una carta marina a E 1:50000 se mide una distancia de 7,5 cm entre dos islotes, ¿qué distancia real hay entre ambos? Se resuelve con una sencilla regla de tres: si 1 cm del dibujo son 50000 cm entonces 7, 5 cm reales será X = 7,5 x 50000 / 1... y esto da como resultado 375.000 cm, que equivalen a 3,75 km.

USO DEL ESCALÍMETRO: La forma más habitual del Escalímetro es la de una regla de 30 cm de longitud, con sección estrellada de 6 facetas o caras. Cada una de estas facetas va graduada con escalas diferentes, que habitualmente son: 1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400, 1:500 Estas escalas son válidas igualmente para valores que resulten de multiplicarlas o dividirlas por 10, así por ejemplo, la escala 1:300 es utilizable en planos a escala 1:30 ó 1:3000, etc. Ejemplos de utilización: 1ª Para un plano a E 1:250, se aplicará directamente la escala 1:250 del escalímetro y las indicaciones numéricas que en él se leen son los metros reales. 2ª En el caso de un plano a E 1:5000; se aplicará la escala 1:500 y habrá que multiplicar por 10 la lectura del escalímetro. Por ejemplo, si una dimensión del plano posee 27 unidades en el escalímetro, en realidad estamos midiendo 270 m. Por supuesto, la escala 1:100 es también la escala 1:1, que se emplea normalmente como regla graduada en cm.

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Por qué es tan importante el manejo de escalas?, eso es algo que tiene que ver con el mundo en que vivimos, el dibujo necesita tener una relación de tamaño, más precisamente el dibujo técnico, normalmente estas escalas en el sector de Ingeniería Civil, son para reducir debido a que sería muy difícil realizar un plano de una casa en su tamaño natural 1:1, conste 1:1 no 1:100 como normalmente se equivoca la mayoría de estudiantes y técnicos, pero no solo se utilizan las escalas para reducir, de hecho dentro de planos arquitectónicos ya reducidos se necesita agrandar los detalles, estos normalmente en escala 1:50 y 1:75 se amplían hasta 1:5 como es el tamaño de un tornillo y herrajes. Sin embargo el uso de reducción no es el único uso de las escalas, los electromecánicos los utilizamos para ampliar normalmente, diagramas que en su tamaño natural serian ilegibles y piezas que parten del tamaño natural 1:1 hasta 25:1 si creen que eso es poco, les pondré un ejemplo si una puerta en su tamaño natural es de 2.1 metros por .90 metros, sería una puerta de 45x23 metros demasiado papel y lápiz se necesitaría. Pero las piezas mecánicas por lo general son medidas en mm (milímetros) motivo por el cual es ideal ampliarlos para su debida construcción. A continuación alguien que habla más técnicamente del dibujo técnico y de las escalas con el uso del escalimetro.

Las escalas son usadas en el área de dibujo técnico, construcción, arquitectura, etc. Su utilidad es poder representar una figura de un tamaño mayor en un tamaño más pequeño que en este caso podría ser un plano. Por ejemplo en un mapa, el cual generalmente está construido en escalas: un centímetro del plano podría representar 5 Kms. Esto dependerá de la escala que se utilice. Para poder realizar esta representación utilizaremos las escalas, de las cuales para efectos de esta unidad trabajaremos con las escalas:

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¿QUÉ ES LA METROLOGÍA? La metrología (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia y tιcnica que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesos y medidas, y la determinación de las magnitudes físicas. Históricamente esta disciplina ha pasado por diferentes etapas; inicialmente su máxima preocupación y el objeto de su estudio fue el análisis de los sistemas de pesas y medidas antiguos, cuyo conocimiento se observa necesario para la correcta comprensión de los textos antiguos. Ya desde mediados del siglo XVI, sin embargo, el interés por la determinación de la medida del globo terrestre y los trabajos que al efecto se llevaron a cabo por orden de Luis XIV, pusieron de manifiesto la necesidad de un sistema de pesos y medidas universal, proceso que se vio agudizado durante la revolución industrial y culminó con la creación de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas y la construcción de patrones para el metro y el kilogramo en 1872.

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La metrología es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica. Algunos la definen como “el arte de las mediciones correctas y confiables”. Las mediciones son importantes en la mayoría de los procesos productivos e industriales. Prácticamente todas las empresas, sean grandes, medianas o pequeñas, tienen “necesidades metrológicas”, aunque no siempre las reconocen como tales. Empresarios y consumidores necesitan saber con precisión el contenido exacto de un producto. Por eso las empresas deben contar con buenos instrumentos para obtener medidas confiables y garantizar buenos resultados. Una medición adecuada incide directamente en la calidad de los productos, que es un pilar de la competitividad internacional. De hecho, si una empresa quiere certificarse bajo las normas de la serie ISO 9000, debe cumplir con requerimientos de confirmación metrológica. La metrología es también una herramienta clave para el comercio exterior: un kilogramo o litro debe ser el mismo en Japón, Italia o Estados Unidos. Tiene, entonces, una gran importancia económica, ya que permite dar certeza respecto de las transacciones. La metrología está presente al realizar mediciones para la investigación en universidades y laboratorios; en la actividad de organismos reguladores; en la industria militar; en la producción y el comercio. Su aplicación abarca campos tan diversos como la ciencia, medicina e industria farmacéutica, construcción, metalurgia, minería, la actividad pesquera y alimenticia, los sectores del cuero y textiles, el rubro del plástico y de la madera, entre muchos otros.

Establecidos ya patrones de las unidades de medida fundamentales por la oficina mencionada, la metrología se ocupa hoy día, sin olvidar su vertiente histórica, del proceso de medición en sí, es decir, del estudio de los procesos de medición, incluyendo los instrumentos empleados, así como de su calibración periódica; todo ello con el propósito de servir a los fines tanto industriales como de investigación científica.

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Importancia y Beneficios de la Metrología. Las mediciones correctas tienen una importancia fundamental para los gobiernos, para las empresas y para la población en general, ayudando a ordenar y facilitar las transacciones comerciales. A menudo las cantidades y las características de un producto son resultado de un contrato entre el cliente (consumidor) y el proveedor (fabricante); las mediciones facilitan este proceso y por ende inciden en la calidad de vida de la población, protegiendo al consumidor, ayudando a preservar el medio ambiente y contribuyendo a usar racionalmente los recursos naturales. Actualmente, con la dinamización del comercio a nivel mundial, la Metrología adquiere mayor importancia y se hace más énfasis en la relación que existe entre ella y la calidad, entre las mediciones y el control de la calidad, la calibración, la acreditación de laboratorios, la trazabilidad y la certificación. La Metrología es el núcleo central básico que permite el ordenamiento de estas funciones y su operación coherente las ordena con el objetivo final de mejorar y garantizar la calidad de productos y servicios. El desarrollo de la metrología proporciona múltiples beneficios al mundo industrial, como veremos a continuación: • Promueve el desarrollo de un sistema armonizado de medidas, análisis ensayos exactos, necesarios para que la industria sea competitiva. • Facilita a la industria las herramientas de medida necesarias para la investigación y desarrollo de campos determinados y para definir y controlar mejor la calidad de los productos. • Perfecciona los métodos y medios de medición. • Facilita el intercambio de información científica y técnica. • Posibilita una mayor normalización internacional de productos en general, maquinaria, equipos y medios de medición.

Tipos de Metrología. La metrología tiene varios campos: metrología legal, metrología industrial y metrología científica son divisiones que se ha aceptado en el mundo encargadas en cubrir todos los aspectos técnicos y prácticos de las mediciones: 

La Metrología Legal. Este término está relacionado con los requisitos técnicos obligatorios. Un servicio de metrología legal comprueba estos requisitos con el fin de garantizar medidas correctas en áreas de interés público, como el comercio, la salud, el medio ambiente y la seguridad. El alcance de la metrología legal depende de las reglamentaciones nacionales y puede variar de un país a otro.



La Metrología Industrial Esta disciplina se centra en las medidas aplicadas a la producción y el control de la calidad. Materias típicas son los procedimientos e intervalos de calibración, el control de los procesos de medición y la gestión de los equipos de medida.

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El término se utiliza frecuentemente para describir las actividades metrológicas que se llevan a cabo en materia industrial, podríamos decir que es la parte de ayuda a la industria. En la Metrología industrial la personas tiene la alternativa de poder mandar su instrumento y equipo a verificarlo bien sea, en el país o en el exterior. Tiene posibilidades de controlar más este sector, la metrología industrial ayuda a la industria en su producción, aquí se distribuye el costo, la ganancia. La Metrología Científica



También conocida como "metrología general". "Es la parte de la Metrología que se ocupa a los problemas comunes a todas las cuestiones metrológicas, independientemente de la magnitud de la medida". Se ocupa de los problemas teóricos y prácticos relacionados con las unidades de medida (como la estructura de un sistema de unidades o la conversión de las unidades de medida en fórmulas), del problema de los errores en la medida; del problema en las propiedades metrológicas de los instrumentos de medidas aplicables independientemente de la magnitud involucrada. En la Metrología hay diferentes áreas específicas. Algunas de ellas son las siguientes: - Metrología de masa, que se ocupa de las medidas de masa - Metrología dimensional, encargada de las medidas de longitudes y ángulos. - Metrología de la temperatura, que se refiere a las medidas de las temperaturas. - Metrología química, que se refiere a todos los tipos de mediciones en la química. El Sistema Internacional de Unidades (SI) El Sistema Internacional de Unidades (SI) tiene su origen en el sistema métrico, sistema de medición adoptado con la firma de la Convención del Metro en 1875. Para 1960, la Conferencia General de Pesos y medidas (C.G.P.M) como autoridad suprema para la época adoptó el nombre de Sistema Internacional de Unidades (SI). El SI está hoy en día en uso en más de 100 países. Está formado por siete unidades básicas y varias unidades derivadas. Las unidades básicas son: • • • • • • •

El metro (m) para la magnitud longitud El kilogramo (kg) para la magnitud masa El segundo (s) para la magnitud tiempo El amperio (A) para la corriente eléctrica El Kelvin (k) para la temperatura termodinámica El mol (mol) para la cantidad de sustancia La candela (cd) para la intensidad luminosa.

A partir de este conjunto coherente de unidades de medición se establecen otras unidades derivadas, mediante las cuales se miden muy diversas magnitudes tales como velocidad, aceleración, fuerza, presión, energía, tensión y resistencia eléctrica, entre otras.

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Kilogramo Patrón Importancia de la calibración de los equipos de medición y ensayos El comportamiento de los equipos de medición y ensayos pueden cambiar con pasar del tiempo gracias a la influencia ambiental, es decir, el desgaste natural, la sobrecarga o por un uso inapropiado. La exactitud de la medida dada por un equipo necesita ser comprobado de vez en cuando. Para poder realizar esto, el valor de una cantidad medida por el equipo se comparará con el valor de la misma cantidad proporcionada por un patrón de medida. Este procedimiento se reconoce como calibración. Por ejemplo un tornillo micrométrico puede calibrarse por un conjunto de bloques calibradores estándar, y para calibrar un instrumento de peso se utiliza un conjunto de pesos estándar. La comparación con patrones revela si la exactitud del equipo de medida está dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante o dentro de los márgenes de error prescrito. Especialistas en el área recomienda realizar una re calibración a los equipos después de una sobre carga, bien sea mecánica o eléctrica, o después de que el equipo haya sufrido un golpe, vibración o alguna manipulación incorrecta. Algunos instrumentos, como los matraces de cristal graduados, no necesitan la re calibración porque mantiene sus propiedades metrológicas a no ser que se rompa el cristal.

¿QUÉ ES UN PATRÓN DE MEDIDA? Un patrón puede ser un instrumento de medida, una medida materializada, un material de referencia o un sistema de medida destinado a definir, realizar o reproducir una unidad o varios valores de magnitud, para que sirvan de referencia. Por ejemplo, la unidad de magnitud "masa", en su forma materializada, es un cilindro de metal de 1kg, y un bloque calibrador representa ciertos valores de magnitud "longitud". La jerarquía de los patrones comienza desde el patrón internacional en el vértice y va descendiendo hasta el patrón de trabajo. Las definiciones de estos términos, según se citan en el Vocabulario Internacional de Términos Básicos y generales en Metrología se indican a continuación:

¿PARA QUÉ SIRVE?

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Algunas estadísticas señalan que entre un 60% y 80% de las fallas en una fábrica están relacionadas directamente con la falta de un adecuado sistema de aseguramiento metrológico. Este no solo se refiere al instrumento de medición, sino también al factor humano. Es decir, se puede tener el mejor equipo, verificado y calibrado, pero si el usuario no está capacitado para manejarlo, no podrá interpretar adecuadamente sus valores. Medir exige utilizar el instrumento y el procedimiento adecuados, además de saber “leer” los resultados. Pero también supone cuidar que los equipos de medición una regla, un termómetro, una pesa o una moderna balanza– no sufran golpes ni se vean expuestos a condiciones ambientales que los puedan dañar. Si los instrumentos o equipos de medición no permiten mediciones confiables, es poco probable lograr buenos resultados en el proceso de fabricación de un producto. Gracias a la metrología la empresa asegura: Calidad, Productividad y Competitividad.

¿QUÉ ES LA MEDICIÓN?

Medición del diámetro con calibre. La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud Una medición es el resultado de la acción de medir. Este verbo, con origen en el término latino metiri, se refiere a la comparación que se establece entre una cierta cantidad y su correspondiente unidad para determinar cuántas veces dicha unidad se encuentra contenida en la cantidad en cuestión.

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Por ejemplo: “De acuerdo a la última medición, el pino que se encuentra junto al lago ya mide más de treinta metros”, “Antes de comprar el sillón, tenemos que realizar la medición del espacio disponible”, “La final del torneo fue seguida por TV por más de veinte millones de espectadores, según una medición de los organizadores”. La medición, en definitiva, consiste en determinar qué proporción existe entre una dimensión de algún objeto y una cierta unidad de medida. Para que esto sea posible, el tamaño de lo medido y la unidad escogida tienen que compartir una misma magnitud. La unidad de medida, por otra parte, es el patrón que se emplea para concretar la medición. Es imprescindible que cumpla con tres condiciones: la inalterabilidad (la unidad no debe modificarse con el tiempo ni de acuerdo al sujeto que lleva a cabo la medición), la universalidad (tiene que poder usarse en cualquier país) y la facilidad de reproducción. Cabe destacar que es muy difícil realizar una medición exacta, ya que los instrumentos usados pueden tener falencias o se pueden cometer errores durante la tarea. La unidad utilizada es Hz y para la medición se suele utilizar un diapasón, compañero inseparable de cantantes de ópera y coreutas. Medición de sismos

Países como Japón, donde ocurren terremotos todos los años, invierten millones en mejorar las técnicas de detección de sismos. Siendo que no existe forma alguna de detenerlos, la única esperanza de quienes los sufren es adelantarse a los temblores con el tiempo suficiente para la inevitable evacuación. Los aspectos que se pueden medir de un terremoto son su magnitud y su intensidad, para lo cual se utilizan diversas escalas. Las más conocidas son la de Richter, que se enfoca en la causa, y la de Mercalli, que observa el efecto. La escala de Richter o de magnitud local, permite conocer la energía que se libera en el foco del terremoto, el lugar en que se origina la fractura de las rocas y que luego se extiende a través de las ondas sísmicas. Su cálculo se

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basa en una expresión logarítmica que ofrece como resultado valores que van aumentando de manera tal que cada unidad represente una magnitud 10 veces más fuerte que la anterior. El grado más alto jamás registrado pertenece a un terremoto ocurrido en Chile en el año 1960, con un valor de 9.5 Richter. Si bien la magnitud tiene un valor único, la intensidad varía a lo largo del diámetro que alcance el sismo. Para esta medición se utiliza la escala de Mercalli, y su aplicación varía de acuerdo a la gravedad del terremoto. Básicamente, se observan los efectos en un sitio determinado de la superficie terrestre y se les asigna un grado que va desde el I hasta el XII, en números romanos. La percepción de la intensidad de un sismo es personal y varía de acuerdo al lugar en que se encuentre la persona a la hora de la apreciación, a la altura, al tipo de edificación y de suelo, entre otros aspectos. Gracias a esta medición, es posible mejorar las estrategias de protección de los ciudadanos ante este tipo de catástrofes.

DEFINICIÓN DE TRAZABILIDAD Trazabilidad es un término que fue incorporado recién a la vigésima tercera edición del diccionario de la Real Academia Española (RAE). Para la International Organización of Standardization (cuya sigla es ISO), la trazabilidad es la propiedad que dispone el resultado de un valor estándar, que puede vincularse con referencias específicas mediante una seguidilla continuada de comparaciones.

En otras palabras, la trazabilidad está compuesta por procesos prefijados que se llevan a cabo para determinar los diversos pasos que recorre un producto, desde su nacimiento hasta su ubicación actual en la cadena de abasto. En concreto, a la hora de estudiar y establecer la trazabilidad de un producto es fundamental el proceder a identificar tres aspectos básicos de aquel como son el origen de sus diversos componentes, el conjunto de procesos que se han aplicado a los mencionados y también tanto la distribución como la localización del producto en cuestión después de haberse acometido su entrega. Es posible distinguir entre dos tipos de trazabilidad cuando se busca conocer el estado de un producto que circula dentro de una cadena logística. La trazabilidad interna actúa sobre los procedimientos internos de una empresa y tiene en cuenta la composición del producto, su manipulación, las máquinas empleadas y otros factores. La trazabilidad externa, por su parte, añade otros elementos para externalizar la información que surge de la trazabilidad interna.

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La trazabilidad, en definitiva, se basa en el registro de las huellas que deja un producto mientras transita por la cadena antes de llegar al consumidor final. Actualmente se trabaja para el desarrollo de un formato estándar que permita compartir y difundir la trazabilidad de manera sencilla. La intención es desarrollar la facultad de repasar la trayectoria y el camino seguido por cada producto, algo que permitiría conocer de dónde vienen sus componentes, cuáles son los tratamientos que se le aplican y cómo se concreta la distribución. Esto posibilitaría, a su vez, mejorar la calidad del producto y aumentar el valor para el consumidor final. En este sentido, es fundamental que demos a conocer la existencia de un elemento que es muy útil y práctico a la hora de establecer la trazabilidad de un producto en cuestión. Este es el caso del conocido código de barras. El citado es en apariencia un conjunto de líneas rectas, verticales y paralelas que representan cierta información de aquel producto, que permiten clasificarlo y que además incorpora una serie de unos números que también dan datos acerca del mismo. Toda esa información aportada, por las líneas y los números, está codificada por lo que se hace necesario y vital la existencia de un dispositivo, conocido como lector o receptor, que es el encargado de decodificar la misma y ofrecer los datos referentes al producto. De esta manera podemos establecer que encontramos dispositivos tecnológicos de este tipo en multitud de lugares que se han convertido en escenario habituales de nuestra rutina tales como supermercados o cajeros automáticos. En el caso de los primeros lo que hacen es leer los códigos que aparecen en productos alimentarios de diversa índole y en el segundo proceden a decodificar los códigos de las tarjetas de crédito o cartillas bancarias. La tecnología, con la combinación de redes comunicativas, la Web, la conectividad inalámbrica, el rastreo satelital y los programas informáticos especializados, contribuye a mejorar la trazabilidad.

DEFINICIÓN DE CALIBRACIÓN: La Calibración de un instrumento es el acto de comparar las unidades fundamentales de medida del instrumento con otro instrumento. Esta comparación de instrumentos es capaz de dar una lectura más precisa del mismo estímulo medido y que ha sido comparado con un instrumento más preciso. Esta cadena cada vez más estricta de comparaciones está sujeta a organismos nacionales o internacionales. En los EE.UU., este organismo sería el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST). El NIST utiliza los fenómenos naturales de la física para establecer las unidades de medida. La medición de la temperatura incorpora el uso de la norma 100 ohmios . 0385 Detectores de Resistencia de Platino "Platinum ResistanceDetectors" (SPRTD o SRTD), en relación con el punto de congelación de ciertos metales o el triple punto de agua (fenómeno de la naturaleza

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que pocos elementos o compuestos comparten, el punto de temperatura/presión en el que el agua destilada es sólida / líquida o gaseosa). Para las mediciones de energía radiante, un apéndice ambiental se añadirá al detector de temperatura de contacto incorporado en un casi perfecto radiador de materiales. Estas fuentes se refieren a las normas primarias. Una norma primaria se considera como la medida exacta que usted va a obtener. Cuando las precisiones son combinadas para formar un total de incertidumbre para su instrumento, el resultado se utiliza para medir un estímulo con un grado de certidumbre en su medición. Esto le proporciona la oportunidad de obtener un punto de medición capaz de ser repetido (cuando se toma en condiciones similares) en otro momento y en cualquier lugar del planeta. Esto establece, además, una base para el esperado acontecimiento, por ejemplo, los cubitos de hielo comenzarán a descongelarse aproximadamente a 32 grados F por encima de los 0m. A nivel del mar. Cuando se habla de calibración de cualquier instrumento, los términos exactitud, tolerancia e incertidumbre son a menudo intercambiables y similares. Pero no lo son. Estos términos pueden explicarse detalladamente o simplemente decir que son temas en sí mismos. Para el propósito de esta presentación, la exactitud es una declaración de los posibles límites de error para un determinado parámetro de un instrumento en condiciones específicas. El total de errores sólo para ese instrumento sería la tolerancia del instrumento. La mayoría de los instrumentos de medida tendrán varios errores que pueda afectar a las mediciones mostradas. Cuando se combinan estos errores, primero con errores del mismo instrumento (los relacionados directamente con un instrumento, la tolerancia), y luego con los errores totales de los instrumentos adicionales utilizados conjuntamente con un valor visualizado (es decir, un instrumento de bucle), el resultado es una incertidumbre total de lectura. Nuevas técnicas experimentales para el estudio de los materiales a escala molecular laureano cornejonanotecnología, nuevos materiales. En los últimos años se han desarrollado nuevas técnicas, que complementan y superan las prestaciones de las que se vienen utilizando tradicionalmente en el estudio de los materiales a una escala nano-métrica (1 nm = 10 -9 m) y molecular. Estas nuevas técnicas entreabren la puerta a un conocimiento preciso de la nano-estructura de los materiales.

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Es conocido que las propiedades de los materiales a una macro-escala (10-1 –

102

m)

tienen

una

dependencia

directa

de

su

microestructura.

Esta microestructura, a su vez, se forma a partir de su nano estructura inicial.

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Es de la mayor importancia conocer en detalle las características estructurales

de

estas

nano

estructuras,

si

queremos

manipularlas

convenientemente, liberándolas de defectos, átomos y moléculas no deseables. Mediante un conocimiento detallado de los átomos y moléculas que lo forman, de sus tipos de enlace, y de su disposición espacial, se abre una posibilidad muy prometedora para mejorar, muy sustancialmente, las propiedades de los materiales a una escala macroscópica, a través de la modificación

de

sus

nanoestructuras.

Las nanoestructuras están formadas por nanopartículas que, por su tamaño, tienen una gran potencialidad para combinarse con otras partículas. Si no se establecen

pautas

determinadas

para

el

agrupamiento

de

estas

nanopartículas, éstas se agruparán de un modo aleatorio no controlado, que introduce

defectos

e

imperfecciones

en

las

nanoestructuras.

Un reto de la ciencia teórica y aplicada es establecer mecanismos que dirijan el crecimiento de las nanopartículas de un modo predeterminado, que las obligue a formar una nano estructura más compacta y libre de defectos, haciendo un símil biológico sería igual que fabricar un código genético que gobierne sus uniones químicas. Esto que estamos diciendo ahora no está lejos de alcanzarse a nivel de laboratorio. Más tiempo se necesitará para que esta nanotecnología pase a integrarse como tecnología habitual en la industria de las nuevas técnicas experimentales, que ayudarán a conocer mejor la nanoestructura de los materiales, y que están basadas en la utilización de diversas modalidades de emisión de rayos X en un sincrotrón.

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Estas técnicas son: 1. La tomografía computarizada a nano-escala (nCT) 2. El microscopio de efecto túnel con rayos X (STXM) 3. La micro-difracción de rayos X (mXRD) 4. La difracción de rayos X de alta precisión (HPXR.D) Muy

recientemente

se

ha

desarrollado

un

microscopio

electrónico

subatómico, que permite estudiar la materia a una escala por debajo de 1 Å (10-10 m). Este microscopio ha sido desarrollado por los físicos alemanes, Maximilian Haider, Harald Rose, Knut Urban, que han sido galardonados muy recientemente por la fundación BBVA. La extraordinaria precisión la han conseguido eliminando la aberración óptica de los microscopios actuales.

Conocimiento de los materiales: El objetivo básico es determinar las características deseables de un material: •sus especificaciones sobre funcionamiento, puesta en servicio o de utilización, •Especificaciones de nomenclatura, dimensiones, forma a aspecto. Para ello se requiere que las características sean mesurables mediante ensayos. Para medir masa: Para medir propiedades eléctricas:

balanza

electrómetro (mide la carga)

báscula

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espectrómetro de masa

amperímetro (mide la corriente eléctrica)

catarómetro

galvanómetro (mide la corriente)

Para medir tiempo:

óhmetro (mide la resistencia)

calendario

voltímetro (mide la tensión)

cronómetro

vatímetro (mide la potencia eléctrica)

Reloj de arena

multímetro (mide todos los valores anteriores)

reloj

puente de Wheatstone

reloj atómico

osciloscopio

datación radiométrica

Para medir volúmenes

Para medir longitud:

Pipeta

Cinta métrica

Probeta

Regla graduada

Bureta

Calibre

Matraz aforado

vernier

Para medir otras magnitudes:

micrómetro

Caudalímetro (utilizado para medir caudal)

reloj comparador

Colorímetro

interferómetro

Espectroscopio

odómetro

Microscopio

Para medir ángulos:

Espectrómetro

goniómetro sextante

Contador geiger

transportador

Radiómetro de Nichols

Para medir temperatura:

Sismógrafo

termómetro

pHmetro (mide el pH)

termopar

Pirheliómetro

pirómetro

Luxómetro (mide el nivel de iluminación)

Para medir presión:

Sonómetro (mide niveles de presión sonora)

barómetro

Dinamómetro (mide la fuerza)

manómetro tubo de Pitot Para medir velocidad: velocímetro anemómetro (Para medir la velocidad del viento)

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tacómetro (Para medir velocidad de giro de un eje) Los científicos y las industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros hasta potentes microscopios, medidores de láser e incluso avanzadas computadoras muy precisas. Por otra parte, la metrología es parte fundamental de lo que en los países industrializados se conoce como Infraestructura Nacional de la Calidad,3 compuesta además por las actividades de normalización, ensayos, certificación y acreditación, que a su vez son dependientes de las actividades metrológicas que aseguran la exactitud de las mediciones que se efectúan en los ensayos, cuyos resultados son la evidencia para las certificaciones. La metrología permite asegurar la comparabilidad internacional de las mediciones y por tanto la intercambiabilidad de los productos a escala internacional.

ENSAYOS DE MATERIALES: Porque deben ensayarse los materiales? • • • •

Garantizar la calidad Ensayar las propiedades Prevenir fallas en el uso Estar informado para el uso correcto del material

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Dos formas de ensayo • •

Ensayo destructivo – El material puede ensayarse físicamente a destrucción. Normalmente se especifica valores para propiedades como la resistencia, dureza, tenacidad, etc. Ensayo no destructivo – muestras o productos terminados son probados antes de ser utilizado.

Ensayo Dureza Brinell • •

•

J. A. Brinell 1900 Involucra la presión de una bola de acero o carburo contra una superficie con diferentes cargas. – 500, 1500, o 3000 kg – Mide el diámetro de la indentación. Superficies más duras tienen pequeña hendidura, mientras que las superficies más suaves tienen una mayor hendidura.

Ensayo dureza Vickers • Desarrollado en1922. • Comparable al Brinell excepto que usa un diamante piramidal para la hendidura. • Resultados precisos • Utilizado en materiales muy duros. • Cargas más ligeras que las de prueba Brinell – de 1 a 120 kg

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Ensayo dureza Rockwell • Da lectura directa. • Rockwell B (bola) usado para materiales blandos. • Rockwell C (cono) usa cono de diamante para materiales duros. • Flexible, rápida y fácil de usar. • El ensayo mide la profundidad en lugar de un diámetro de hendidura • Se presiona contra la superficie con carga menor y luego con una carga mayor • La diferencia en profundidades de penetración es una medida de la dureza del material.

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Ensayo de compresión • Desarrollado para materiales frágiles como la cerámica y el vidrio. • La Tensión se dirigen perpendicularmente a la línea central a lo largo del disco, la fractura comienza, y el disco se dividirá verticalmente. Donde: P = carga a la rotura, d = diámetro de disco, t = espesor.

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Ensayo a la Torsión

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Ensayo a la flexión

Ensayo Izod

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Ensayo de impacto Charpy • Se golpea desde una posición más alta con 300 J. • La muestra se mantiene horizontalmente. • La muesca de espaldas al péndulo.

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Ensayo no destructivo Porque usamos el ensayo no destructivo? • Los componentes no son destruidos • Puede comprobar los defectos internos • Utilidad de los componentes de valor • Puede poner a prueba los componentes que están en uso

La elección del material más adecuado, exige el conocimiento previo de sus propiedades técnicas: físicas, Químicas y mecánicas. Toda esta información, la ofrecen los ensayos de materiales, realizados generalmente sobre probetas normalizadas y en ocasiones en elementos de la propia obra. Por lo tanto, el fundamento de la realización de un ensayo, será la medida de una determinada propiedad que deseamos exigirle a un material para su utilización. Según el fin que se persiga, se distinguen los siguientes tipos de ensayos:  cualitativo

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   

cuantitativo tipo de ensayos destructivo no destructivo

Los ensayos cualitativos son, normalmente, los destinados a controlar la producción, de forma que satisfagan ciertas normas perfectamente definidas. Deben ser rápidos y simples, a la vez que exactos, fiables y sensibles. Los ensayos cuantitativos son los más utilizados, exigiéndoles una gran precisión y fiabilidad, destinando en su realización mayor cantidad de tiempo que los anteriores. Entre otros, los objetivos de este tipo de ensayos son los siguientes: - Conocer y estudiar las propiedades de un material y la influencia que sobre las mismas ejerce su composición química, los procesos en su fabricación y las transformaciones en su estructura. - Controlar y estudiar el comportamiento de los materiales en servicio. - Ensayar piezas que han fallado en servicio, tratando de hallar sus causas y forma de evitarlas. - Obtener valores de resistencia que sirvan de base al cálculo y elección de los materiales más adecuados para su utilización. Todos estos objetivos se consiguen mediante el uso de ensayos de tipo destructivo y no destructivo basados en los siguientes métodos: Químicos: su finalidad es conocer la composición química del material y su resistencia a los agentes químicos. Se realizan ensayos cualitativos y cuantitativos, siendo en general, no destructivos. Físicos: destinados a conocer las propiedades físicas (densidad, porosidad, propiedades térmicas, eléctricas, etc.), así como observar y medir defectos internos como grietas, coqueras, etc. Para la obtención de estas propiedades, son utilizados tanto los ensayos destructivos como los no destructivos. Mecánicos: son en general, destructivos y tienen por objeto: - Determinar las características elásticas y de resistencia, según el comportamiento de probetas normalizadas sometidas a determinados esfuerzos. - Ensayos estáticos (tracción, compresión, flexión...). - Ensayos con tensiones múltiples. - Ensayos de dureza. - Ensayos dinámicos (con cargas bruscas o variables). - Ensayos de duración (fatiga y fluencia). - Ensayos tecnológicos (plegado, doblado, de forjado, de tubos...). - Determinar experimentalmente las tensiones que se desarrollan en materiales o elementos constructivos, cuando se someten a esfuerzos análogos a los que tiene que soportar en servicio. Por este procedimiento, es fácil decidir el diseño más adecuado, el material o sus tratamientos. Como norma general, todo ensayo debe cumplir una serie de condiciones: - Ser homogéneo. - Las muestras tomadas, deben ser representativas. - De realización técnicamente sencilla. - Fiable y repetitivo. - Que su procedimiento esté perfectamente definido y preferiblemente normalizado.

NORMATIVAS:

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La realización de toda normativa o modificación de la misma, lleva consigo un trabajo de análisis, comparación y experimentación que sigue el siguiente esquema: Comisión técnica: Grupo de trabajo que dirige y controla la confección de la norma. Grupo de trabajo: formado por una comisión de expertos, abierta, donde se plantea el debate intelectual y experimental de lo que se pretende normalizar. Exposición pública: periodo en el cuál se da a conocer el documento y en el que se pueden presentar las alegaciones y modificaciones que se consideren oportunas. Aprobación: trámite por el cuál, la norma es aprobada por el gobierno y publicada en el Boletín Oficial del Estado. Tipos. Dentro de la amplia gama de normativas existentes, podemos hacer una primera clasificación atendiendo a los distintos tipos, según los siguientes criterios: - Las que describen la normalización de los productos. - Las que desarrollan la normalización de la ejecución de los ensayos. Entre otras, cabe destacar las normas UNE, EH, RC, RY, NLT, ASTM, DIN... Las limitaciones y valores que indican las normas, podrán ser o no de obligado cumplimiento. Cuestión ésta que debe quedar explicitada en proyecto Contenido. Toda normativa tiene como finalidad principal dar homogeneidad al tratamiento de los distintos ensayos. Del mismo modo, el contenido de la misma sigue un esquema principal y homogéneo, que podemos resumir del siguiente modo: Objeto: se enuncia la finalidad de la utilización de la norma y el ensayo a realizar. Toma de muestras: la norma especifica cómo, en qué cantidades y qué formas deben tener las muestras del material a ensayar, para que los resultados sean comparables y fiables en cualquier caso y lugar. Aparatos empleados: se describen perfectamente las herramientas, aparatos y demás utillaje utilizado en el ensayo, indicando sus especificaciones, potencia, velocidades de carga, tiempos, etc. Procedimiento operativo: se detalla exhaustivamente cada paso de la realización del ensayo. Obtención de resultados: se expresan las distintas formulaciones, a partir de las cuales se adoptan los valores mínimos de exigencia según el ensayo que se realice, así como su interpretación.

PRESENTE Y FUTURO DE LOS MATERIALES DE CONTRUCCIÓN. El crecimiento en el consumo de los materiales de construcción está directamente relacionado con el aumento de la población mundial y con el desarrollo de los países (obras de ingeniería civil, infraestructuras, etc.). Se puede pensar que, al menos a corto plazo, el hormigón, el mortero, yeso, ladrillos, piedra natural, el acero, etc. seguirán siendo los medios más baratos de construir, y su consumo no cesará de aumentar proporcionalmente al crecimiento de la población y al desarrollo.

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BIBLIOGRAFIA

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Direcciones de internet http://tecnologiademateriales yescas1089.blogspot.com/ http://joelhirales.fullblog.com.ar/la-tecnologia de materiales-y-la-ingcivil.html http://merlochero.blogspot.com/2012/12/tecnologiadematerialesaplicada-ing-civil.html http://clubensayos.com/Ciencia/Aplicaciones-De-Latecnologiademateriales-En/176098.html

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ANEXOS

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