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• Hector Ivan Vargas Garcia

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE POCHUTLA

ASIGNATURA: MATERIALES Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS.

FACILITADOR: I.C. HÉCTOR HIGUERA FÉLIX.

ALUMNO: HÉCTOR IVÁN VARGAS GARCÍA.

TRABAJO: TEMAS DE LA PRIMERA UNIDAD.

SEMESTRE: 2°

GRUPO: “C”

CARRERA: INGENIERÍA CIVIL.

PERIODO: AGOSTO – DICIEMBRE 2015.

LUGAR Y FECHA: SAN PEDRO POCHUTLA, OAX. A 25 DE FEBRERO DEL 2016.

INTRODUCCIÓN. En la siguiente recopilación abarcaré temas de la primera unidad de la materia de materiales y procesos constructivos, así como los subtemas en que se dividen, está dirigido a todo estudiante en ingeniería civil puesto que en algún momento de su carrera recurrirá a la información aquí presentada, el objetivo de este trabajo es explicar de una manera concreta y oportuna cada uno de los conceptos y materiales aquí descritos. Así como tener un soporte informativo respecto a estos temas de cuantiosa importancia en el ámbito académico y formación de un estudiante en ingeniería civil. Además que el alumno y/o investigador interesado en estos temas comprenda el uso y aplicaciones de estos materiales. Cabe mencionar que la recopilación de información es en base al temario de la asignatura de “materiales y procesos constructivos”. La estructura de la información estará presentada de la siguiente forma, se presentara un mapa conceptual, este englobara el tema y sus subtemas de una forma esquematizada, esto con la finalidad de darle un orden y de facilitar identificar como se subdivide un tema en específico.

SUELOS Y ROCAS

Definicion de roca

Definición de suelos

Tipos de suelo

Perfiles

Tipos de roca

Igneas, sedimentarias y metamorficas.

Lecho rocoso rocoso, arcilloso, arenoso y orgánico.

Esquema 1.1 suelos y rocas.

Ciclo de las rocas

1.- SUELOS Y ROCAS. Definición de suelo: El suelo está formado por partículas de diferente tamaño, producto de la desfragmentación de las rocas y está considerado como un recurso natural. La tierra se originó de varias rocas y consiste de fragmentos, pedazos, trozos y partículas diminutas de rocas. Las rocas se erosionan gradualmente, se descomponen y se ablandan en el lugar en que se encuentran. Estas rocas descompuestas y modificadas se transforman en tierra, que se conoce como suelo residual. Cuando los materiales rocosos descompuestos se deslavan, debido casi siempre a las lluvias y a las corrientes de agua, descienden a zonas más bajas, donde se depositan en el fondo de los valles. Este suelo se conoce como aluvión. De acuerdo al diámetro y en orden creciente, las partículas se clasifican en: Arcilla, limo, arena, gravas y guijarros. a) Arcilla: La arcilla se compone de partículas rocosas extremadamente finas, que pueden ser redondas, planas, en forma de agujas o de otros tipos. Otro tipo de arcilla seca es duro y difícil de romper con la mano, la arcilla mojada puede amasarse y moldearse, como sucede con la arcilla del alfarero. b) Limo: Se componen en fragmento de rocas finamente molidos y es inorgánico. c) Arena: material conveniente para la construcción y, por lo común, los suelos arenosos como adecuados para apoyar cimentaciones. d) Gravas: son sedimentos no cementados, constituidos por fragmentos de roca de más de 2 mm de diámetro. e) Guijarros: Son fragmentos de roca pulidos y sueltos susceptibles de ser transportados por medios naturales, como corrientes de agua al igual que la grava.

Perfiles del suelo: Las partículas de suelo se distribuyen en cuatro capas a distintos niveles de profundidad denominados horizontes con las letras A, B, C, R y a este conjunto lo denominamos perfiles del suelo.

 Horizonte A: Es la primera capa y en ella se acumula la materia orgánica y se forma el Humus.  Horizonte B: Es fundamentalmente de origen Mineral, sin embargo también se encuentran sustancias orgánicas.  Horizonte C: Está formado por el resto de roca fragmentaria proveniente de la disgregación física de la Roca Madre.  Horizonte R: es la capa más profunda y está formada por la roca madre, que da origen a los demás horizontes. ¿Qué es el lecho rocoso? el lecho rocoso es de material duro y que no se puede excavar sin utilizar explosivos. En general, la roca más dura son las ígneas y puede tratarse de granito, basalto, diorita, volcánicas u otros materiales similares. Esas rocas se forman mediante el enfriamiento del material fundido que se encuentra bajo el manto de tierra y las rocas más blandas que forman las superficies del suelo. En general, esas rocas son excelentes para la construcción.

Tipos de suelos:  Suelo rocoso: no tiene horizonte a ni b por lo que la roca aparece en la superficie. son duros e impermeables, por lo cual aparecen secos  Suelo arenoso: debido a que sus partículas están muy sueltas, son suelos porosos y permeables que dejan pasar el agua con facilidad, pero no retienen la humedad  Suelo arcilloso: tienen una textura blanda, más compactos que los arenosos, son menos permeables y retienen la humedad.  Suelo orgánico: poseen materia orgánica en abundancia, son permeables y esponjosos, por lo que retienen una cantidad de humedad que los hace especialmente fértiles. ¿Qué es una roca?: Una roca es un compuesto de minerales, y, a su vez, los minerales son compuestos químicos que pueden tener distinta composición y propiedades físicas.

Y, no todas las rocas son iguales. Están las rocas:

Ígneas: se forma cuando material rocoso fundido, que llamamos magma, se enfría y se solidifica.

Sedimentarias: Rocas preexistentes son meteorizadas (se desintegran) y son desplazados por el viento, la lluvia o el hielo glacial. Los restos desplazados se acumulan y van formando capas aproximadamente planas. Estos son llamados sedimentos, y pueden convertirse en rocas por: a) b)

Compactación, ocurre debido al peso de las mismas capas de sedimentos. Cementación, cuando el agua con sustancias disueltas se filtra en los sedimentos acumulados.

Metamórficas: Su origen es muy diverso, puede provenir de una roca ígnea, una sedimentaria e incluso de otra roca metamórfica. La roca de la que proviene se denomina “roca madre”, la que experimenta una transformación.

Ciclo de la roca: Las fases del ciclo de la roca, han existido desde que se formó la tierra, y en cada fase transcurren millones de años, pero son simultáneas. Es un proceso de reciclado permanente. Su causa se explica con la tectónica de placas. o El magma que asciende se enfría y se forman las rocas ígneas. o La roca ígnea a través de procesos de erosión, meteorización, y transporte, se convierte en sedimento. o Otra parte de la roca ígnea, por presión y calor se convierte en roca metamórfica. o El sedimento se compacta y da lugar a la roca sedimentaria. o

La roca sedimentaria, por meteorización se vuelve a convertir en sedimento. Y por calor y presión, otra parte se convierte en roca metamórfica.

o

La roca metamórfica se funde y se integra al magma. Otra parte asciende convirtiéndose en sedimento.

o

Se vuelve al comienzo, y así sucesivamente.

CERÁMICOS

Algunos productos cerámicos

Definición de cerámicos Esquema 2.1 Cerámicos.

2.- CERÁMICOS. Definición de material cerámico: son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Se obtienen por transformaciones físico-químicas de las arcillas mediante el calor, moldeándose previamente las piezas gracias a la plasticidad que adquieren las pastas arcillosas con cierto contenido de agua. ¿Qué propiedades tienen los materiales cerámicos? Las propiedades de los materiales cerámicos cubren un amplio intervalo de necesidades. Propiedades mecánicas, térmicas, ópticas, eléctricas, magnéticas, químicas. Materias primas cerámicas: En las cerámicas tradicionales se utilizan materias primas de depósitos naturales Arcillas, feldespatos, cuarzo, poco purificadas, se forman múltiples fases en la cocción para cada composición se dan muchas aplicaciones. En las cerámicas técnicas: Las materias primas son de pureza alta, presentan fase única cada composición tiene una aplicación específica. Conformación: Colaje, Extrusión (calibrado, torneado), Prensado, Materiales vítreos, Colaje, Extrusión, Soplado, Estirado, Prensado. Cocción: Reacciones químicas que den lugar a fases determinadas de interés, procesos de sintonización (densificación, crecimiento de grano, disminución de porosidad).

Descripción de algunos productos cerámicos.  Ladrillos y tejas. Tipo de pasta: sencillo, constituido por una o varias arcillas calcáreo-ferruginosas. Características del producto: más o menos poroso, con color variable, desde el amarillo hasta el rojo intenso. Tipos de producto: ladrillo macizo o hueco, tejas, bovedillas, celosías, etc.  Refractarios. Tipo de pasta: compuesto constituido generalmente por arcillas refractarias y chamotas y también por materias primas especia les, como alúmina, magnesita, etc. Características del producto: más o menos poroso, de color variable, desde el blanco hueso hasta el gris oscuro, según la materia prima original. Revestimiento: no presenta Variedades: se subdividen de acuerdo con las materias primas originales. Tipos de producto: ladrillos refractarios normales, ladrillos de formato especial para bóvedas y paredes de hornos metalúrgicos, cerámicos y de vidrios, piezas especiales para los mismos, so-portes para la cocción de piezas cerámicas, etc.  Mayólica. Tipo de pasta: constituida por una o varias arcillas calcó reo-ferruginosas. Características del producto: medianamente poroso, color variable desde el rosado al rojo claro. Revestimiento: esmalte transparente o esmalte opaco. Tipos de producto: vajillas, vasijas y azulejos de revestimiento y pavimento.  Loza. Tipo de pasta: compuesto constituido por arcillas blancas con feldespatos, cuarzo, carbonatos, talco, etc. Características del producto: más o menos poroso y de color blanco a blanco grisáceo. Variedades: según intervenga en la mezcla la caliza o los feldespatos como fundentes se subdividen en lozas blandas y lozas fuertes. Tipos de producto: vajillas de mesa, objetos artísticos, azulejos de pasta blanca.  Gres. Tipo de pasta: compuesta generalmente por arcilla más o me nos blanca, cuarzo y feldespato, menos en casos de terracota vitrificada y de gres salado cuya mezcla sencilla está constituida por una o varias arcillas ferruginosas no calcáreas. Características del producto: compacto y de colores natura les o artificiales. Tipos de producto: piezas de pavimento, mosaico, tubos, codos para cañerías y aisladores eléctricos.  Porcelana. Tipo de pasta: constituido en general por caolines, arcillas, cuarzo y feldespatos menos en las porcelanas especiales que pueden contener otros elementos. Características del producto: compacto, blanco más o menos traslúcido. Revestimiento: esmalte vítreo transparente. Variedades: porcelana para vajilla, porcelana sanitaria, porcelana eléctrica, cordierítica, etc.

Definición

METALES

Especificaciones de la varilla corrugada.

Ferrosos y no ferrosos Tipos de metales

Esquema 3.1 Los metales.

3.- METALES. Definición: Son materiales formados por elementos químicos metálicos, se caracterizan por átomos unidos por enlaces metálicos.

 Metales ferrosos: su principal componente es el hierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Por otro lado están las aleaciones, logradas con el estaño, carbono, plata, vanadio. Su empleo en la construcción es muy marcada, destacando el acero (aleación de hierro y carbono).  Metales no ferrosos: Tienen menos resistencia a la tensión y dureza, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior, su costo es también alto en comparación a los ferrosos. Los más utilizados en la construcción son el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre y zinc). A continuación se muestra las siguientes tablas en donde describe las especificaciones de algunos materiales de acero utilizado en construcción. Tales como: varilla corrugada, redondo, cuadrado y cuadrado retorcido, vigas I.P.S e I.P.R, perfil t.

MADERA

Definición y sus propiedades

rollizo, tirante, viga, pste, tablón, liston etc. usos de en la construcción, cimbra

Tipos de madera

Duras y blandas

Esquema 4.1 Madera. Definición: Es un material duro y resistente que se produce mediante la transformación de un árbol. Es uno de los elementos constructivos más antiguos que el hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas o edificaciones. Se caracteriza por ser porosa, combustible y deformable por los cambios de humedad, sufre alteraciones químicas por efectos del sol, es atacable por mohos e insectos y otros seres vivos.

Tipos de madera: las madera de acuerdo al árbol de que se obtenga, se clasifican en blandas y duras.  Duras: Se obtiene de árboles que pierden hojas en otoño. Tienen poros microscópicos en la superficie A su vez la madera dura se clasifica en función del número de defectos que haya en una sección dada el largo y el ancho del tablero. El roble: color pardo amarillento, es una de las mejores maderas que se conocen; muy resistente y duradera, se utiliza en muebles. Nogal: es una de las maderas más nobles, se utilizan en muebles y decoración de lujo. Castaño: se emplea actualmente en la construcción de puertas de muebles de cocina.

Blandas: se obtienen de árboles de hoja perenne (coníferas). Destacan el: Álamo: es poco resistente a la humedad y a la carcoma. Abedul: árbol de madera amarillentado blanco-rojiza, elástica no duradera. Pino: Tiene un color amarillento y un vetado característico. Es blanda, resinosa y duradera. Se trabaja con facilidad y permite buenos acabados. Se utiliza para revestimiento de paredes y para hacer muebles, además se utiliza en la elaboración de cimbras. ¿Qué es una cimbra?: Es un conjunto de obra falsa y moldes temporales que sirven para soportar y moldear la construcción de elementos de concreto. El molde es la parte de la cimbra que sirve para confinar y moldear el concreto fresco de acuerdo a las especificaciones del proyecto durante el tiempo que éste alcanza su resistencia La unidad de medición de la madera es el pie-tablón, es la terminología que los madereros han llamado a un pedazo de madera con las siguientes dimensiones: La madera normalmente se vende en las siguientes secciones transversales y reciben los siguientes nombres;

AGLOMERANTES

Definición Cal, yeso, cemento, concreto, mortero

usos de en la construcción

Clasificación Esquema 5.1 Aglomerantes. Definición: Son Materiales con propiedades adhesivas que amasados con agua, fraguan primero y endurecen después.  Clasificación:  Cal: Producto resultante de la descomposición de las rocas calizas. Tras pasar por las caleras (hornos) se obtiene cal viva que origina agua y origina hidróxido de calcio. La cal se endurece y actúa como aglomerante y se llama aérea y puede dar lugar a grietas. Fue sustituida por el cemento en los sesentas.  Yeso: Se obtiene a partir de piedras de yeso de canteras de superficie. Se tritura y se cuece a 450° para deshidratarlo.es barato y se adhiere muy bien (menos a la madera) y en elementos férricos provoca oxidación absorbe mucha humedad y puede ser negro (paredes no vistas), blanco (mayor pureza y paredes vistas) escayola (decoraciones).  Cemento: Endurece una vez que se le ha añadido agua y se ha dejado secar teniendo buena resistencia. Es de baja resistencia a la tracción pero alta a la compresión El más conocido es el Portland, que fragua cuando se mezcla con agua. Su fabricación consta de tres fases:

 Concreto: Es la mezcla cemento, arena, agua junto con grava. Es muy resistente a compresión, pero no a la tracción, y para mejorarlo se recurre a; -

concreto armado: se obtiene añadiendo barras de acero al hormigón. Esto hace imposible la oxidación del acero. Como esta unión es puramente mecánica es conveniente que las barras estén retorcidas o tengas salientes superficiales incrementando la adherencia y evitando el deslizamiento. La obtención de estructuras de hormigón armado se realizan de la siguiente manera.

-

Concreto pretensado: Es necesario cuando las fuerzas de tracción son muy grandes con lo que el hormigón se rompe. Para mejorar la resistencia hay que tensar las barras de acero, consiguiendo la ventaja de que el hormigón resiste grandes fuerzas.

 Mortero: es la mezcla de uno o más aglomerantes (yeso, cemento o cal) junto con agua y arena, pudiéndose añadir también otros componentes o aditivos para mejorar las propiedades, y que sirve como elemento de unión entre materiales, y como revestimientos en enlucidos ( acabado fino de las paredes interiores) o enfoscados (acabado fino de las paredes exteriores)

Definición

VIDRIOS

Templados

usos de en la construcción

Clasificación o tipos Esquema 6.1 Vidrios.

Definición

PLÁSTICOS

PVC, PU entre otros

usos de en la construcción

Clasificación

Esquema 6.2 Plásticos.

Definición y proceso del vidrio: consta básicamente de cuatro etapas: Mezclado de materias primas y vidrio reciclado, Fusión - Moldeo Por ultimo un tratamiento de alivio de tensiones.

Se mezclan y se funden los siguientes componentes: -Sílice: es el principal componente del vidrio (más de un 60%), y se obtiene a partir de la arena. -Carbonato o sulfato de sodio o de potasio: sirve para que la sílice funda a menor temperatura. -Piedra caliza: estabiliza la mezcla y le da durabilidad. Clasificación o tipos:  Vidrio templado: Es un vidrio de seguridad.  Vidrio laminado :Compuesto por dos o más capas de vidrio flotado primario u otras combinaciones  Vidrio curvo recocido :Vidrio procesado, sometido a calentamiento  Vidrio curvo laminado  Vidrio reflejante (por su reacción química).  Vidrio insulado: vidrio con propiedades de aislamiento térmico y acústico.  Vidrio opaco: Es aquel vidrio opaco a la luz.

 TINTEX: Son cristales que llevan en su masa un color verde que los caracteriza Por ser un cristal de color, no permite el paso de más del 39% del calor radiado, convirtiéndolo en un producto de control ambiental. Es posible convertir el cristal Tintex en un producto de seguridad mediante el proceso de templado o laminado. Aplicaciones Este cristal puede usarse tanto en interiores como en exteriores, favoreciendo la estética y decoración del lugar. Beneficios Disminuye la transmisión total de calor hacia el interior y protege los colores y texturas del mobiliario y la decoración de interiores.

Definición de plástico: materiales idóneos para satisfacer todas estas necesidades debido a sus características particulares. En general serían las siguientes: Durables y resistentes a la corrosión, por ello se aplican en elementos que están expuestos al aire libre pudiendo durar décadas. Aislantes tanto de frío como del calor, lo cual permite el ahorro de energía, y también aislantes acústicos. Muy ligeros frente a otros materiales usados en la construcción, siendo así manejables y fáciles de transportar y almacenar. Tienen buena relación costo / beneficio La mayoría (a excepción del PVC) son respetuosos con el medio ambiente, se pueden reciclar, reutilizar o trasformar en una fuente de energía. Estas son las características más generales pero luego cada uno posee propiedades particulares que hacen que sean más adecuados para unas aplicaciones que para otras.

Aplicaciones

POLÍMERO

PVC

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES Versatilidad, ligero, resistente a la intemperie, alta tenacidad (soporta altos requerimientos mecánicos), fácil instalación, Baja toma de humedad (cañerías), Resistente a la abrasión, al impacto, y a la corrosión, buen aislante térmico, eléctrico y acústico, no propaga llamas, resistente a la mayoría de los reactivos químicos, duradero...

APLICACIONES Membranas para impermeabilizar suelos, láminas para carteles, sobretodo en una gran variedad de cañerías tanto de domicilios como públicos. Electricidad: recubrimiento aislante de cables, cajas de distribución, enchufes…. Recubrimiento piscinas….

de

paredes,

techos,

Alfombras, cortinas tapizados, ventanas puertas, persianas muebles de exterior e interior, mangueras, carpas y recintos inflables……..

Sin duda es el más utilizado.

PU

EPS y PS

Resistente a la corrosión, Flexibilidad, ligero, no tóxico, alta resistencia a la temperatura, propiedades mecánicas y productos químicos. Baja conductividad térmica, gran capacidad aislante (térmico), resistencia a la compresión, alto poder de amortiguación, fácil de trabajar y manipular, estabilidad a bajas temperaturas y soporta también altas temperaturas (cañerías de agua fría y caliente)

Sobre todo su uso en construcción se basa como materiales de aislamiento, en techos, cañerías. Paneles Se basan fundamentalmente en aislamientos sobretodo térmico, en cañerías, suelos flotantes, ladrillos, techos, paredes y suelos, en hormigón liviano. Construcción prefabricada, sistemas de calefacción, cámaras frigoríficas. Embalajes de transporte frágil (amortiguación).Espuma de EPS se utiliza como relleno de vacío por ejemplo en puentes reduciendo peso total. Electrodomésticos.

Resistente a temperaturas HDPE

LDPE

las

bajas Recubrimiento de cañerías, como aislante ya que el HDPE aguanta de-20ºC a85ºC. Revestimiento de cables. Caños Ligero , impermeable para gas, telefonía, agua potable, ,flexible duradero , siendo así minería… de bajo mantenimiento y económico Laminas plásticas para aislamiento hidrófugo. Características similares, Revestimiento para suelos, recubrimiento Flexible, ligero transparente, de obras en construcción (cobertores de impermeable, económico seguridad). Es el más ligero de todos los materiales plásticos buenas propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas. Alta temperatura de reblandecimiento, óptima resistencia química, a la abrasión, impermeable, larga vida útil…

PP

PC

PET

Protección, tuberías para riego. Alfombras, cañerías e instalaciones de agua fría y caliente, cajas de electricidad, enchufes…Sacos y bolsas para cargar cemento y arena y otros materiales granulados o en polvo. Se distinguen por que repelen el agua, no se ensucian ni pudren y son resistentes a la luz. Membranas de asfalto modificado para techos, fibras de PP para reforzar.

Ideal para elementos de electrodomésticos. En maquinaria para la construcción. Inerte, alta resistencia a la Se utilizan como “vidrios” de seguridad, temperatura, propiedades como vallas y cercos de seguridad mecánicas, y productos transparentes. químicos Gran resistencia al impacto Carteles y exhibidores por su resistencia transparente ligero a la radiación UV, el viento, clima... impermeable Alfombras, cortinas, muebles de exterior (jardín…)

IMPERMEABLIZANTES

Definición Sistemas

usos de en la construcción

Clasificación o tipos

Esquema 7.1 Impermeabilizantes. Definición: son sustancias o compuestos químicos que tienen como objetivo detener el agua, impidiendo su paso y son muy utilizados en revestimientos de piezas y objetos que deben ser mantenidos secos. Funcionan eliminando o reduciendo la porosidad del material, llenando filtraciones y aislando la humedad del medio. Su origen puede ser: Natural: destaca el aceite de ricino. Artificial: destaca el petróleo. Sistemas de impermeabilización:  Aplicación en frío: se utilizan en tipo de superficie plana, inclinadas o verticales. Se aplican directamente del envase, este seca o húmeda la superficie. No se escurren y permanecen elásticos y flexibles en altas o bajas temperaturas. Pueden ser asfaltos o cementos que se presentan en forma de polvo los primeros y en forma líquida los segundos y se usan como selladores, rellenando y

sellando los poros y pequeñas coqueras de la mampostería y el concreto, estos productos se adhieren hasta formar parte de la superficie donde se aplican permitiendo la transpiración de la superficie donde es aplicado.  Aplicación en caliente: Utilizados en cualquier tipo de superficie con cualquier inclinación, en combinación con mantos reforzados, fieltros o telas de fibra de vidrio impregnadas de asfalto, forman carpetas resistentes. Deben calentarse a temperaturas entre 180° c y 220°, estos sistemas no deben quedar a la intemperie, por lo cual deben acabarse con materiales de arcilla Tipos de impermeabilización: Según la pendiente del techo (Techos monolíticos con pendientes de 1 ½-2% hasta 7-8%) Asfalto caliente: imprimación (a base de solvente dejar secar 24 horas; a base de agua, 3 horas). Dos capas de fibra, tres capas de asfalto caliente. Acabado: pintura (después de 30 días) baldosas de cerámica o concreto duro. Asfalto frio: imprimación (a base de agua o solvente), dos capas de fibra, tres capas de asfalto frio, y acabado con pintura (después de 10 días). Manto asfáltico: imprimación a base de solvente, manto asfaltico (3mm – 4mm) solape 10 cms y un acabado con pintura, o balbosas de cerámica concreto u otro.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. https://lacuartageneracion.files.wordpress.com/2011/02/cimbras.pdf http://sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/2014-04-28_04-19-5098268.pdf https://es.scribd.com/doc/15628856/El-Vidrio-en-la-construccion https://Polímerosusosyaplicaiones.com/2013/02/01.html https://lacuartageneracion.files.wordpress.com/2011/03/sistemasimpermeabilizacion.pdf