La construcción compuesta es un término genérico para describir cualquier construcción de edificio que involucre múltiples materiales diferentes. La construcción compuesta se utiliza a menudo en la construcción de aviones , embarcaciones y edificios . Hay varias razones para utilizar materiales compuestos, incluida una mayor resistencia, estética y sostenibilidad ambiental .
En ingeniería estructural , la construcción compuesta existe cuando dos materiales diferentes se unen con tanta fuerza que actúan juntos como una sola unidad desde el punto de vista estructural . Cuando esto ocurre se llama acción compuesta . Un ejemplo común son las vigas de acero que sostienen losas 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 montantes, entonces se puede suponer que una porción 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 una 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 el uso de una estructura de casco de hierro cubierta con tablas de madera para proporcionar una piel impermeable al casco. Si se utilizaran fijaciones adecuadamente aisladas en la madera, el casco submarino podría cubrirse con un revestimiento de cobre sin el problema de la corrosión galvánica . El revestimiento de cobre evitaba las incrustaciones y el teredo , pero no podía utilizarse en cascos de hierro. La estructura de hierro de los barcos compuestos era menos voluminosa y más ligera que la madera, por lo que permitía más carga en un casco de la misma forma externa. El ahorro de peso fue especialmente significativo. La resistencia y rigidez permitieron que los veleros fueran impulsados con fuerza, ya que la tensión acumulada en el casco no producía las filtraciones que se desarrollarían en los barcos más antiguos construidos en madera. [2] : 84–88
Se utilizaron cascos compuestos para la mayoría de los clípers 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 que sobreviven son el HMS Gannet (1878) , un buque de guerra propulsado por vapor y velas, y el clíper Cutty Sark .
Una viga de viga es una forma simple de construcción compuesta que a veces se utiliza en la construcción de marcos livianos en América del Norte . [3] Esto ocurre cuando una placa de acero se intercala entre dos vigas de madera y se atornilla entre sí. Una viga de viga normalmente puede soportar cargas más pesadas en un tramo más largo que una viga totalmente de madera de la misma sección transversal .
El material tradicional para terrazas es la madera tratada a presión. El material actual que muchos contratistas eligen utilizar es la plataforma 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 tradicional tratada a presión. Las plataformas 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 la plataforma se pueden utilizar para otros proyectos de construcción, incluidos cercas y cobertizos. [4] [5]
En una plataforma de acero compuesto, los materiales diferentes en cuestión son acero y hormigón. Una plataforma de acero compuesto 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 compuesto sostenidas por vigas de acero compuesto pueden abarcar mayores distancias entre los elementos de soporte y tienen una deflexión de 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 sustitutos del cemento tradicional. El cemento tradicional utilizado como estuco se deteriora rápidamente. El deterioro hace que el material se agriete fácilmente debido a procesos térmicos que se vuelven permeables al agua y ya no son estructuralmente sólidos. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, junto con la Corporación de Investigación de Materiales y Electroquímica, probaron un material compuesto de cemento y polímero que consiste en caucho granulado elaborado a partir de neumáticos de caucho reciclados y cemento . Se encontró que se puede agregar un 20% de caucho granulado a la mezcla de cemento sin afectar la apariencia del cemento. Se probó la resistencia y durabilidad de este nuevo material utilizando los estándares de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales ( ASTM International ). [9]