UNIDAD IV: Química de la madera, agua, suelo, rocas, agregados y los hormigones
Semana 13:Química de la madera, agua, suelo, rocas agregados y hormigones
LA MADERA
Tiene un amplio campo de aplicación y es históricamente el material mas utilizado .Actualmente, en la mayoría de los países desarrollados su uso como material estructural alcanza a más del 90% de la construcción.
PRPIEDADES DE LA MADERA
- Densidad: Afecta la resistencia y el peso de la estructura.
- Resistencia a la Compresión: Importante para soportar cargas.
- Resistencia a la Flexión: Crucial para vigas y soportes.
- Elasticidad: Permite cierta flexibilidad sin romperse.
- Durabilidad Natural: Resistencia a insectos y hongos.
- Humedad: Controla la contracción y expansión para estabilidad dimensional.
- Aislante Térmico: Contribuye a la eficiencia energética del edificio.
- Maderas Quebradizas: Tienen alta dureza pero son frágiles y se quiebran fácilmente bajo presión. Ejemplo: Ébano.
- Maderas Duras: Alta densidad y resistencia, difíciles de trabajar pero muy duraderas. Ejemplos: Roble, Nogal, Caoba.
- Maderas Semiduras: Intermedia entre duras y blandas, ofrecen un buen equilibrio entre facilidad de trabajo y resistencia. Ejemplos: Castaño, Haya.
- Maderas Blandas: Baja densidad, fáciles de trabajar, menos resistentes. Ejemplos: Pino, Abeto, Cedro.
TIPOS DE MADERA
APLICACIONES
EL AGUA
Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano DS N° 031-2010-SA.
El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H₂O). Es esencial para la vida, incolora, inodora e insípida en estado puro, y se encuentra en la naturaleza en estado líquido, sólido (hielo) y gaseoso (vapor). Es el solvente universal y participa en numerosos procesos biológicos, químicos y físicos. El agua es el componente que aparece con mayor abundancia en la superficie terrestre ( cubre cerca del 71% de la corteza de la tierra ).
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
- Estado: Líquida a temperatura ambiente, pero puede existir en estado sólido (hielo) y gaseoso (vapor).
- Punto de Ebullición: 100°C (212°F) a nivel del mar.
- Punto de Congelación: 0°C (32°F) a nivel del mar.
- Densidad: 1 g/cm³ a 4°C (la densidad disminuye cuando se congela).
- Calor Específico: Alta capacidad de almacenar calor (4.18 J/g°C).
- Calor de Vaporización: Alta (2260 J/g), lo que permite la regulación térmica.
- Tensión Superficial: Alta, permite que pequeños objetos floten y que el agua forme gotas.
- Viscosidad: Relativamente baja, lo que permite su flujo fácil.
- Conductividad Térmica: Moderada, lo que facilita la transferencia de calor.
- Índice de Refracción: 1.333, lo que afecta cómo la luz se desvía al pasar por el agua.
- Molécula Polar: La distribución desigual de cargas hace que tenga un extremo ligeramente positivo (hidrógenos) y uno negativo (oxígeno), facilitando la formación de enlaces de hidrógeno.
- Solvente Universal: Disuelve muchas sustancias debido a su polaridad.
- Reactividad Química: Participa en reacciones como hidrólisis y deshidratación.
- pH Neutro: Tiene un pH de 7 en estado puro a 25°C.
- Capacidad para formar Puentes de Hidrógeno: Estos enlaces afectan sus propiedades térmicas y físicas.
- Electrólito Débil: Puede ionizarse ligeramente en iones H⁺ y OH⁻.
- Estabilidad Química: Estable bajo condiciones normales, pero puede descomponerse en oxígeno e hidrógeno mediante electrólisis.
- Reacción con Ácidos y Bases: Actúa como ácido (donador de protones) o base (aceptor de protones) dependiendo del contexto, conocida como comportamiento anfótero
Propiedades Físicas
- Resistencia a la Compresión: El concreto es muy fuerte en compresión y puede soportar grandes cargas de peso sin romperse.
- Densidad: La densidad del concreto suele variar entre 2200 y 2500 kg/m³, dependiendo de los materiales utilizados y la mezcla.
- Durabilidad: Cuando se fabrica y cura adecuadamente, el concreto es extremadamente duradero y puede durar décadas, incluso en condiciones ambientales adversas.
- Conductividad Térmica: El concreto tiene una conductividad térmica relativamente alta, lo que significa que puede transferir calor de manera eficiente.
- Coeficiente de Expansión Térmica: El concreto se expande y contrae con los cambios de temperatura, aunque este efecto es relativamente pequeño.
Propiedades Mecánicas
- Resistencia a la Tracción: El concreto es débil en tracción y generalmente necesita ser reforzado con acero (concreto armado) para soportar cargas de tracción.
- Módulo de Elasticidad: El concreto tiene un módulo de elasticidad moderado, lo que le permite deformarse ligeramente bajo carga sin romperse.
- Resistencia al Desgaste: El concreto tiene una buena resistencia al desgaste, lo que lo hace adecuado para superficies de alto tráfico como pavimentos y pisos industriales.
Propiedades Químicas
- Resistencia a la Corrosión: El concreto tiene una buena resistencia a la corrosión, especialmente cuando se usa en combinación con acero inoxidable o se le aplica un recubrimiento protector.
- Reacción Alcalina con Agregados: En algunos casos, los agregados en el concreto pueden reaccionar con los álcalis del cemento, lo que puede causar expansión y agrietamiento.
Propiedades de Trabajabilidad
- Plasticidad y Consistencia: La trabajabilidad del concreto fresco es crucial para su correcta colocación y compactación. Puede ajustarse mediante la proporción de agua, el tipo de cemento y la adición de aditivos.
- Tiempo de Fraguado: El concreto comienza a endurecerse y ganar resistencia a partir del momento en que se mezcla. El tiempo de fraguado puede ser ajustado mediante aditivos.
Propiedades Térmicas
- Resistencia al Fuego: El concreto tiene una buena resistencia al fuego y no emite gases tóxicos cuando se expone a altas temperaturas.
- Inercia Térmica: La capacidad del concreto para almacenar y liberar calor lentamente contribuye a la eficiencia energética de los edificios.
Propiedades Acústicas
- Aislamiento Acústico: El concreto puede actuar como un buen aislante acústico, reduciendo la transmisión de sonido entre espacios.
Sostenibilidad
- Reciclabilidad: El concreto es reciclable y los residuos de concreto pueden ser triturados y reutilizados como agregados en nuevas mezclas.
- Huella de Carbono: Aunque la producción de cemento, un componente clave del concreto, es intensiva en energía y genera CO2, se están desarrollando tecnologías y prácticas para reducir la huella de carbono del concreto.
Los perfiles del suelo se refieren a las distintas capas o horizontes que se encuentran en una sección vertical del suelo, desde la superficie hasta el lecho rocoso subyacente. Los principales perfiles del suelo incluyen:
Horizonte O (Capa Orgánica):
- Ubicación: Superficie.
- Descripción: Contiene materia orgánica en descomposición, como hojas y restos de plantas. Es rico en nutrientes y es oscuro en color.
Horizonte A (Capa Superficial o Humosa):
- Ubicación: Justo debajo del horizonte O.
- Descripción: Mezcla de materia orgánica con minerales. Es más claro que el horizonte O y tiene una textura más variable. Es donde ocurre la mayor parte de la actividad biológica y la formación de humus.
Horizonte E (Capa de Eluvación o de Lixiviación):
- Ubicación: Debajo del horizonte A (si está presente).
- Descripción: Zona de lixiviación donde se han lavado minerales y materia orgánica. Puede ser más claro y menos fértil.
Horizonte B (Capa de Iluvación o Subsuperficial):
- Ubicación: Debajo del horizonte E o A.
- Descripción: Acumulación de minerales, arcillas y materia orgánica que se han trasladado desde los horizontes superiores. Suele ser más denso y menos fértil.
Horizonte C (Capa de Materia Bruta):
- Ubicación: Debajo del horizonte B.
- Descripción: Contiene material parental o roca parcialmente descompuesta. Puede tener fragmentos de roca y es menos afectado por los procesos biológicos.
Horizonte R (Roca Madre):
- Ubicación: Base del perfil del suelo.
- Descripción: Roca sólida no alterada. Sirve como base de formación para los horizontes superiores.
Estos horizontes pueden variar en función del tipo de suelo, el clima, la topografía y la actividad biológica en el área.
Zonificación de Usos . ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LOS USOS DEL SUELO
Suelo Urbano y Expansión: Residencial / Institucional / Comercial / Servicios / Industria
Suelo Rural : Agrícola / Ganadero / Forestal / Explotación de recursos naturales / Residencial: vivienda, campesina, campestre / Institucional
Suelo de Protección: Zonas de conservación / Zonas de Preservación / Zonas de restauración / Zonas de usos sostenible.
POLÍMEROS NATURALES
LOS POLÍMEROS EN LA CONSTRUCCIÓN:
- Desde el principio de los tiempos, el hombre ha empleado ( POLÍMEROS NATURALES) para satisfacer sus necesidades: Maders, cuero, resinas y gomas naturales y fibras como el algodón, lana y la seda.
- Sin embargo, contrariamente a otros materiales, como cerámicas o metales, que se han desarrollado a lo largo de los años.
- El término polímeros se deriva de las palabras griegas "poli" (muchas)y "meros" (partes). Estas partes, que se encuentran conectadas entre si por enlaces covalentes, que son la parte basica.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS POLÍMEROS
- Fotoluminiscencia (fluorescencia y fosforescencia).
- Fotoconductividad.
- Electrocromismo.
- Las propiedades eléctricas de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material, en general suelen ser malos conductores eléctricos.
- Para evitar cargas estáticas en aplicaciones que lo requieren, se ha generalizado el uso de antiestáticos que permite en la superficie del polímero una conducción parcial de cargas elétricas.
LA RESISTENCIA, LA DUREZA Y LA DUCTILIDAD SON PROPIEDADES MECÁNICAS
- Un polímero tiene resistencia tensil si soporta un estiramiento.
- La resistencia tensil es importante para un material que va a ser extendido o va a estar en bajo tensión. Las fibras necesitan tener buena resistencia.
- Un polímero tendrá resistencia a la compresión.
USOS Y APlICACIONES
- Aislante eléctrico ( maquinarias, motores eléctricos. radios, etc.)
- Aislamiento de alta tensión para transformadores.
- soporte ( sillas, mesas, carretes.
CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMERO
- ORIGEN:
- POLÍMEROS NATURALES: Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas.
- POLÍMEROS SEMISINTÉTICOS: Se obtiene por transformación de naturales.
- POLÍMEROS SINTÉTICOS: Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir de los monómeros.
- SEGÚN SUS APLICACIONES:
- ELÁSTOMEROS: Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir., se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo.
- PLÁSTICOS. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original.
- FIBRAS: Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyos dimensiones permanecen estables.
- RECUBRIMIENTO: Sus sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad.
- ADHESIVOS: Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.
- COMPORTAMIENTO AL ELEVAR LA TEMPERATURA
- POLIESTIRENO: (Utilizado para hacer lo que conocemos como durapac.)
- POLICLORURO DE VINILO: ( Se usa para la fabricación de tubería abreviado PVC.)
- NYLON: (Para hacer cuerdas de pescar, trajes de buso, etc.)
- POLIETILENO:( Se usa para fabricar los vasos, platos, tenedores, cucharas, todo lo que sea desechable.)
SEMANA 15: IMPACTO AMBIENTAL
1. INTRODUCCIÓN
• El bienestar de toda la humanidad depende directamente de la biodiversidad y de los ecosistemas.• Algunas actividades causan efectos irreversiblessobre el medio ambiente.• Veremos como las actividades del hombre afectan, dañando gravemente la naturaleza, también informaremos de como podemos evitarlo aplicando medidas.
2. Tipos de impacto ambiental
2.1 Impacto ambiental positivo:Pueden ser, la reforestación, el usode energías renovables, una gestión delagua eficiente y un buen tratamiento dedepuración de agua o tener buenos ámbitosde reciclaje.
2.2 Impacto ambiental directo:Se hace referencia a aquel impacto que se aprecia inmediatamente o en un corto periodo de tiempo.
2.3 Impacto ambiental acumulativo:Es aquel que se produce por la suma de impactos de pequeño tamaño a lo largo del tiempo en una misma zona.
3. CAUSAS DEL IMPACTO AMBIENTAL
- La actividad económica e industrial.- Contaminación del agua.- Contaminación del suelo.- Agotamiento de los recursos. naturales.- Emisión de gases de efecto invernadero.
2.1 Contaminación del suelo en construcción de obras civiles
Los residuos de la construcción llegan a representar entre un cuarto y un tercio de los residuos generados en un municipio. Con esta cantidad de desechos se podría llenar un zócalo, la cantidad de desechos pueden alcanzar una altura de 5 metros por año. Contaminamos el suelo al momento de excavar, químicos que caen al suelo, etc.
4. Efectos del impacto ambiental
- Afecta al cambio climático- Aumenta la frecuencia y la intensidad de los fenómenos meteorológicos extremos, como olas de calor, sequías e inundaciones, así como la degradación de hábitats y extinción de especies.- El cambio climático provoca un impacto repentino en forma de desastres naturales, talescomo inundaciones o terremotos, pero a su vez también provoca un impacto lento, en forma de sequías.4. Medidas para mitigar el impacto ambiental:
Los residuos de la construcción llegan a representar entre un cuarto y un tercio de los residuos generados en un municipio. Con esta cantidad de desechos se podría llenar un zócalo, la cantidad de desechos pueden alcanzar una altura de 5 metros por año. Contaminamos el suelo al momento de excavar, químicos que caen al suelo, etc.
4. Efectos del impacto ambiental
1. Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero
2. Fomento de energías renovables
3. Gestión de residuos
4. Conservación de recursos naturales
5. Promoción de una agricultura sostenible
6. Educación y concienciación
7. Políticas gubernamentales
8. Economía circular
1. Consumidores responsables
- Elecciones de consumo: La demanda de productos y servicios tiene un gran impacto en la producción y, por ende, en el medio ambiente. Al optar por productos ecológicos, orgánicos y de bajo impacto ambiental, los consumidores pueden incentivar a las empresas a adoptar prácticas más sostenibles.
- Reducción del desperdicio: Adoptar hábitos como la reducción, reutilización y reciclaje de materiales puede disminuir significativamente la cantidad de residuos generados.
- Elecciones de consumo: La demanda de productos y servicios tiene un gran impacto en la producción y, por ende, en el medio ambiente. Al optar por productos ecológicos, orgánicos y de bajo impacto ambiental, los consumidores pueden incentivar a las empresas a adoptar prácticas más sostenibles.
- Reducción del desperdicio: Adoptar hábitos como la reducción, reutilización y reciclaje de materiales puede disminuir significativamente la cantidad de residuos generados.
2. Educación y concienciación
- Educación ambiental: La sociedad tiene la responsabilidad de educar y sensibilizar a las personas sobre la importancia de cuidar el medio ambiente. Esto puede incluir desde la enseñanza en escuelas hasta la difusión de información a través de medios de comunicación y redes sociales.
- Cambio de hábitos: A medida que las personas se informan más sobre el impacto de sus acciones, pueden adoptar hábitos más sostenibles, como el ahorro de energía, el uso de transporte público, y la reducción del consumo de plásticos.
- Educación ambiental: La sociedad tiene la responsabilidad de educar y sensibilizar a las personas sobre la importancia de cuidar el medio ambiente. Esto puede incluir desde la enseñanza en escuelas hasta la difusión de información a través de medios de comunicación y redes sociales.
- Cambio de hábitos: A medida que las personas se informan más sobre el impacto de sus acciones, pueden adoptar hábitos más sostenibles, como el ahorro de energía, el uso de transporte público, y la reducción del consumo de plásticos.
3. Participación en políticas públicas
- Defensa del medio ambiente: La sociedad puede influir en la creación y aplicación de políticas públicas ambientales al participar en movimientos sociales, organizaciones no gubernamentales (ONGS), y mediante la presión a los gobiernos para que adopten medidas más estrictas de protección ambiental.
- Voto consciente: Elegir representantes políticos que promuevan políticas ambientales sostenibles es una forma directa de impactar positivamente en el medio ambiente a través de la democracia.
- Defensa del medio ambiente: La sociedad puede influir en la creación y aplicación de políticas públicas ambientales al participar en movimientos sociales, organizaciones no gubernamentales (ONGS), y mediante la presión a los gobiernos para que adopten medidas más estrictas de protección ambiental.
- Voto consciente: Elegir representantes políticos que promuevan políticas ambientales sostenibles es una forma directa de impactar positivamente en el medio ambiente a través de la democracia.
4. Innovación y emprendimiento
- Desarrollo de soluciones sostenibles: Los emprendedores y empresas pueden liderar la creación de tecnologías y productos que reduzcan el impacto ambiental, como energías renovables, materiales reciclados, y procesos de producción más limpios.
- Economía circular: La sociedad puede fomentar y apoyar modelos de negocio que operen bajo los principios de la economía circular, donde los productos están diseñados para ser reutilizados, reparados o reciclados al final de su vida útil.
- Desarrollo de soluciones sostenibles: Los emprendedores y empresas pueden liderar la creación de tecnologías y productos que reduzcan el impacto ambiental, como energías renovables, materiales reciclados, y procesos de producción más limpios.
- Economía circular: La sociedad puede fomentar y apoyar modelos de negocio que operen bajo los principios de la economía circular, donde los productos están diseñados para ser reutilizados, reparados o reciclados al final de su vida útil.
5. Colectivismo y acción comunitaria
- Proyectos comunitarios: Las comunidades pueden organizar proyectos locales para mejorar el medio ambiente, como la reforestación, la limpieza de ríos, la creación de huertos urbanos, y la promoción de energías renovables a nivel local.
- Redes de apoyo: La creación de redes comunitarias para compartir recursos, como herramientas o conocimientos, puede ayudar a reducir el consumo y el desperdicio, promoviendo un estilo de vida más sostenible.
- Proyectos comunitarios: Las comunidades pueden organizar proyectos locales para mejorar el medio ambiente, como la reforestación, la limpieza de ríos, la creación de huertos urbanos, y la promoción de energías renovables a nivel local.
- Redes de apoyo: La creación de redes comunitarias para compartir recursos, como herramientas o conocimientos, puede ayudar a reducir el consumo y el desperdicio, promoviendo un estilo de vida más sostenible.
6. Cultura y valores
- Promoción de una cultura de sostenibilidad: Cambiar la narrativa cultural hacia una que valore la conservación del medio ambiente, el respeto por los recursos naturales y la interconexión con la naturaleza puede inspirar a más personas a tomar medidas positivas.
- Fomento de la responsabilidad social: La sociedad tiene el deber de inculcar valores de responsabilidad y ética ambiental en las generaciones futuras, asegurando que el cuidado del planeta sea una prioridad en todas las decisiones.
- Promoción de una cultura de sostenibilidad: Cambiar la narrativa cultural hacia una que valore la conservación del medio ambiente, el respeto por los recursos naturales y la interconexión con la naturaleza puede inspirar a más personas a tomar medidas positivas.
- Fomento de la responsabilidad social: La sociedad tiene el deber de inculcar valores de responsabilidad y ética ambiental en las generaciones futuras, asegurando que el cuidado del planeta sea una prioridad en todas las decisiones.
7. Adaptación y resiliencia
- Preparación ante el cambio climático: Las comunidades deben trabajar juntas para adaptarse a los efectos del cambio climático, como la construcción de infraestructuras resilientes, la conservación de recursos hídricos, y la creación de planes de contingencia ante desastres naturales.
- Promoción de la justicia ambiental: Abogar por la equidad en la distribución de recursos y la protección de las comunidades más vulnerables frente a los impactos ambientales es un rol crucial de la sociedad.
El impacto ambiental es un desafío global de gran magnitud que afecta todos los aspectos de la vida en la Tierra. Las actividades humanas, desde la industrialización hasta el consumo desmedido de recursos naturales, han acelerado la degradación ambiental, lo que ha dado lugar a problemas como el cambio climático, la pérdida de biodiversidad y la contaminación.
Sin embargo, también es importante reconocer que la sociedad tiene el poder de mitigar estos efectos negativos. A través de decisiones individuales y colectivas, como la adopción de hábitos sostenibles, la promoción de energías renovables, la participación en políticas públicas y la educación ambiental, es posible reducir significativamente el impacto ambiental.
La clave radica en un cambio de mentalidad que reconozca la interdependencia entre los seres humanos y el medio ambiente. Esto requiere un compromiso a largo plazo por parte de todos los sectores de la sociedad para proteger y restaurar el planeta, asegurando así un futuro sostenible para las generaciones presentes y futuras.
En resumen, aunque el impacto ambiental es un reto considerable, las acciones concertadas y el compromiso con la sostenibilidad pueden conducir a un cambio positivo y duradero. La responsabilidad de cuidar el planeta recae en cada uno de nosotros, y nuestras acciones hoy determinarán el estado del mundo mañana.
- Preparación ante el cambio climático: Las comunidades deben trabajar juntas para adaptarse a los efectos del cambio climático, como la construcción de infraestructuras resilientes, la conservación de recursos hídricos, y la creación de planes de contingencia ante desastres naturales.
- Promoción de la justicia ambiental: Abogar por la equidad en la distribución de recursos y la protección de las comunidades más vulnerables frente a los impactos ambientales es un rol crucial de la sociedad.
El impacto ambiental es un desafío global de gran magnitud que afecta todos los aspectos de la vida en la Tierra. Las actividades humanas, desde la industrialización hasta el consumo desmedido de recursos naturales, han acelerado la degradación ambiental, lo que ha dado lugar a problemas como el cambio climático, la pérdida de biodiversidad y la contaminación.
Sin embargo, también es importante reconocer que la sociedad tiene el poder de mitigar estos efectos negativos. A través de decisiones individuales y colectivas, como la adopción de hábitos sostenibles, la promoción de energías renovables, la participación en políticas públicas y la educación ambiental, es posible reducir significativamente el impacto ambiental.
La clave radica en un cambio de mentalidad que reconozca la interdependencia entre los seres humanos y el medio ambiente. Esto requiere un compromiso a largo plazo por parte de todos los sectores de la sociedad para proteger y restaurar el planeta, asegurando así un futuro sostenible para las generaciones presentes y futuras.
En resumen, aunque el impacto ambiental es un reto considerable, las acciones concertadas y el compromiso con la sostenibilidad pueden conducir a un cambio positivo y duradero. La responsabilidad de cuidar el planeta recae en cada uno de nosotros, y nuestras acciones hoy determinarán el estado del mundo mañana.
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