La construcción compuesta es un término genérico para describir cualquier construcción de edificios que involucre múltiples materiales diferentes. La construcción compuesta se utiliza a menudo en la construcción de aeronaves , embarcaciones y edificios . Existen varias razones para utilizar materiales compuestos, entre ellas, una mayor resistencia, estética y sostenibilidad ambiental .
En ingeniería estructural , existe una construcción compuesta cuando dos materiales diferentes están unidos tan fuertemente que actúan juntos como una sola unidad desde un punto de vista estructural . Cuando esto ocurre, se denomina acción compuesta . Un ejemplo común involucra vigas de acero que sostienen losas de piso de concreto . [1] Si la viga no está conectada firmemente a la losa, entonces la losa transfiere todo su peso a la viga y la losa no contribuye en nada a la capacidad de carga de la viga. Sin embargo, si la losa está conectada positivamente a la viga con pernos, entonces se puede suponer que una parte de la losa actúa de manera compuesta con la viga. En efecto, este compuesto crea una viga más grande y más fuerte que la que proporcionaría la viga de acero sola. El ingeniero estructural puede calcular una sección transformada como un paso en el análisis de la capacidad de carga de la viga compuesta.
En la construcción naval del siglo XIX, la construcción compuesta consistía en utilizar un armazón de hierro para el casco que se cubría con tablones de madera para proporcionar una capa impermeable al casco. Si se utilizaban fijaciones adecuadamente aisladas en la madera, el casco submarino podía cubrirse con un revestimiento de cobre sin el problema de la corrosión galvánica . El revestimiento de cobre evitaba las incrustaciones y el gusano teredo , pero no podía utilizarse en cascos de hierro. El armazón de hierro de los barcos compuestos era menos voluminoso y más ligero que la madera, lo que permitía transportar más carga en un casco de la misma forma externa. El ahorro de peso era particularmente significativo. La resistencia y la rigidez permitían que los barcos de vela fueran impulsados con fuerza, ya que la tensión acumulada en el casco no producía las fugas que se desarrollarían en los barcos más antiguos construidos con madera. [2] : 84–88
Los cascos compuestos se utilizaron para la mayoría de los clippers construidos a partir de mediados de la década de 1860. Los primeros experimentos con el sistema comenzaron con una patente emitida en 1839, bajo la cual se construyó el vapor Assam . Siguieron otras patentes, con diferentes métodos de aislamiento eléctrico de los marcos de hierro y las fijaciones del revestimiento de cobre. [2] : 84–88
Los ejemplos sobrevivientes son el HMS Gannet (1878) , un buque de guerra propulsado por vapor y vela, y el clipper Cutty Sark .
Una viga de madera es una forma simple de construcción compuesta que a veces se utiliza en la construcción de armazones livianos en América del Norte . [3] Esto ocurre cuando una placa de acero se coloca entre dos vigas de madera y se atornillan entre sí. Una viga de madera normalmente puede soportar cargas más pesadas en un tramo más largo que una viga completamente de madera de la misma sección transversal .
El material tradicional para las tarimas es la madera tratada a presión. El material que muchos contratistas eligen utilizar actualmente es la tarima compuesta . Este material suele estar hecho de un compuesto de madera y plástico o de plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP). Estos materiales no se deforman, agrietan ni parten y son tan versátiles como la madera tratada a presión tradicional. Las tarimas compuestas se fabrican mediante varios procesos diferentes y hay una multitud de tamaños, formas y resistencias disponibles. Dependiendo del tipo de compuesto seleccionado, los materiales de las tarimas se pueden utilizar para una serie de otros proyectos de construcción, como vallas y cobertizos. [4] [5]
En una plataforma de acero compuesta, los materiales diferentes en cuestión son el acero y el hormigón. Una plataforma de acero compuesta combina la resistencia a la tracción del acero con la resistencia a la compresión del hormigón para mejorar la eficiencia del diseño y reducir el material necesario para cubrir un área determinada. Además, las plataformas de acero compuestas sostenidas por vigas de acero compuestas pueden abarcar mayores distancias entre los elementos de soporte y tienen una deflexión por carga viva reducida en comparación con los métodos de construcción anteriores. [6] [7] [8]
Se están desarrollando y probando compuestos de cemento y polímero como reemplazo del cemento tradicional. El cemento tradicional utilizado como estuco se deteriora rápidamente. El deterioro hace que el material se agriete fácilmente debido a los procesos térmicos, volviéndose permeable al agua y dejando de ser estructuralmente sólido. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, en conjunto con la Corporación de Investigación de Materiales y Electroquímica, probó un material compuesto de cemento y polímero que consiste en caucho granulado elaborado a partir de neumáticos de caucho reciclados y cemento . Se descubrió que se puede agregar un 20% de caucho granulado a la mezcla de cemento sin afectar la apariencia del cemento. Este nuevo material fue probado en cuanto a resistencia y durabilidad utilizando las normas de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales ( ASTM International ). [9]