Material Constructivo

Materiales de construcción

Los materiales de construcción son materias primas o productos elaborados usados en edificaciones o infraestructura civil. Deben ser abundantes, de bajo costo y fáciles de fabricar. Aunque hay muchos tipos, todos deben ser duraderos y cumplir ciertas propiedades específicas según su uso, como resistencia, dureza o facilidad de limpieza. No existe un material perfecto, por lo que se combinan para satisfacer las necesidades del proyecto. Los proyectistas deben conocer las propiedades técnicas de cada material, como densidad, higroscopicidad, dilatación, conductividad térmica, resistencia mecánica, elasticidad, plasticidad y rigidez, las cuales pueden variar entre fabricantes.

Propiedades de los materiales de construcción

Las propiedades de los materiales de construcción determinan su comportamiento y son clave para elegir el material adecuado. Entre las más importantes están: Densidad, coeficiente de dilatación, conductividades térmica y eléctrica, elasticidad, rigidez, fragilidad, resistencia mecánica, higroscopicidad, plasticidad y resistencia a la corrosión.

Dado que una elección acertada garantiza un mejor resultado arquitectónico, existen algunas propiedades esenciales de los materiales de construcción a los que se presta atención:

Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen, es decir, cantidad de materia contenida por unidad de volumen.

Coeficiente de dilatación: Es la tendencia de la materia de expandir su tamaño en presencia de calor y contraerlo en presencia de frío.

Conductividad térmica: Es la capacidad de la materia de transmitir el calor.

Conductividad eléctrica: Es la capacidad de la materia de conducir la electricidad.

Elasticidad: Es la capacidad de los materiales de recuperar su forma original una vez que cese el esfuerzo que los deforma.

Rigidez: Es la tendencia de la materia a conservar su forma frente a un esfuerzo.

Fragilidad: Es la incapacidad de la materia para deformarse, prefiriendo romperse en pedazos.

Los tipos de materiales de construcción se clasifican según su origen:

• Pétreos: derivados de rocas o arcillas (ladrillos, vidrios).

• Metálicos: provenientes de metales y aleaciones.

• Orgánicos: como la madera o resinas naturales.

• Sintéticos: productos industriales como los plásticos.

En la construcción civil, uno de los materiales más usados es el acero, sea junto con el concreto, algún otro componente o usado individualmente.

Construcción con acero

El acero es ampliamente utilizado en construcción por su resistencia, durabilidad y versatilidad. Ha sido clave desde obras antiguas como la iglesia de Santa Ana hasta proyectos modernos. Se emplea en edificios, puentes, torres, plataformas, etc.

Materiales comunes de acero en construcción:

·        Láminas: acanaladas, lisas o en rollo, usadas en techos y muros.

·        Paneles: ligeros y desmontables, con propiedades aislantes.

·        Placas de acero: gruesas, resistentes, usadas como soporte o acabado.

·        Perfiles: estructurales o comerciales, clave en marcos y estructuras. 

·        Acero corrugado: barras con estrías para refuerzo en concreto.

La imagen a continuación presenta algunos tipos de perfiles longitudinales de acero.

Tipos de acero según su composición:

·        Acero al carbono: maleable, ideal para estructuras.

·        Acero inoxidable: resistente a la corrosión, usado con químicos.

·        Acero galvanizado: recubierto con zinc para resistir la intemperie.

Comparativa acero vs. concreto:

·        Tiempo de construcción: el acero permite ahorrar hasta un 33 % gracias a la prefabricación.

·        Eficiencia económica: mejor relación fuerza-peso; puede ser más rentable.

·        Manejo y forma: el acero es prefabricado; el concreto se moldea en obra.

·        Ampliación futura: más sencilla con acero por su estructura modular.

·        Espacio útil: el acero requiere menos columnas, generando más espacio.

·        Reciclaje: el acero se recicla hasta en un 98 %; el concreto, hasta un 50 % y solo en usos secundarios.

·        Temperatura: el concreto regula mejor el calor; el acero necesita aislamiento.

·        Seguridad: el acero resiste sismos y lluvias; el concreto, el viento y el fuego.

Ventajas del acero en construcción:

·        Alta resistencia.

·        Bajo peso.

·        Fácil montaje.

·        Ductilidad.

·        Ampliación sin desperdicio.

·        Reciclable y reutilizable.

Ambos materiales suelen combinarse en proyectos modernos para lograr estructuras resistentes, duraderas y funcionales.

A continuación se muestran referencias de perfiles de acero usados en construcción:

Puedes conocer más sobre perfiles de acero haciendo click aquí

Existen otros tipos de materiales usados en la construcción, actualmente se usan algunos tipo tradicional, otros modernos y algunos otros con tecnología avanzada, a continuación se explicarán algunos de estos materiales.

Materiales Tradicionales

Materiales Principales

En la arquitectura tradicional, algunos de los materiales más comunes incluyen:

• Madera: Utilizada por su versatilidad y estética natural.
• Piedra: Conocida por su resistencia y durabilidad.
• Adobe: Una mezcla de tierra, agua y fibras naturales que ofrece propiedades aislantes.
• Ladrillo: Hecho de arcilla y cocido a altas temperaturas para mayor resistencia.

Ventajas de los Materiales Tradicionales

• Sostenibilidad: Muchos materiales tradicionales son ecológicos y tienen un bajo impacto ambiental.
• Durabilidad: Son conocidos por su larga vida útil y resistencia a las inclemencias del tiempo.
• Aislamiento: Proporcionan un buen aislamiento térmico y acústico.

Desventajas de los Materiales Tradicionales

• Disponibilidad: Algunos materiales pueden no estar fácilmente disponibles en todas las regiones.
• Costo: La alta calidad y durabilidad a menudo conllevan un mayor precio.
• Mano de obra: Requieren de mano de obra especializada para su correcta utilización.

Para conocer algunas técnicas antiguas de construcción usadas puede hacer click aquí.

¿Cuáles son los nuevos materiales de construcción?

En un contexto de constante innovación, diversos materiales están surgiendo como alternativas emocionantes a los tradicionales. 

Estos materiales no solo mejoran la resistencia y la durabilidad de las construcciones, sino que también ofrecen soluciones más sostenibles y eficientes, adaptándose a las demandas del cambio climático y a las normativas ambientales más estrictas.

Nuevos materiales innovadores en la construcción:

1.    Hormigón Autorreparable
Contiene microcápsulas de sílice que sellan grietas automáticamente.
Beneficios: mayor durabilidad, menos mantenimiento, ahorro de recursos.

2.    Materiales con residuos reciclados
Incluyen ladrillos de plástico reciclado y aislantes de ropa usada.
Beneficios: reducción de residuos, menor costo, fomento de economía circular.

3.    Materiales transparentes y fotovoltaicos
Paneles solares integrados en ventanas y fachadas.
Beneficios: generan energía renovable, reducen costos energéticos, estética moderna.

4.    Bioconcreto
Usa bacterias que generan carbonato de calcio para reparar grietas al contacto con agua.
Beneficios: auto reparación, más vida útil, sostenibilidad.

5.    Madera modificada térmicamente
Tratada con calor para mejorar su resistencia al agua y plagas.
Beneficios: durabilidad, ecológica, baja huella de carbono.

Se presentarán a continuación varios videos de estos nuevos materiales usados en la actualidad en procesos de construcción.

Fibra de carbono

Hormigón autorreparable

Hormigón Flexible 

TECNOLOGIA Y SOSTENIBILIDAD

·         Grafeno impreso en 3D

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts han diseñado u material fuerte y liviano, al comprimir y fundir escamas de grafeno (una forma bidimensional de carbono) para imprimir una estructura en 3D, con una configuración similar a la de un coral. El material tiene una densidad de 5% y una resistencia diez veces mayor que la del acero, por lo que podría usarse para la construcción de puentes y otras estructuras de este material.

·         Materiales programables para la impresión 4D

El Self-Assembly Lab del MIT desarrolla materiales programables para impresión 4D que se adaptan al entorno en el que interactúan, e incluso son capaces de autorrepararse. Mediante un código geométrico programan materiales físicos en conjunto con los biológicos para que se transformen, y dependiendo de las propiedades del material, responderán ante elementos como humedad, luz o temperatura.

Para mayor conocimiento sobre las propiedades, puede entrar a los siguientes  links : https://www.enemon.com.mx/10-materiales-tecnologicos-de-la-construccion/

https://www.enemon.com.mx/blog/

Hempcrete 

Un nuevo concepto en construcción es el uso de materiales con huella de carbono mínima, aquellos que absorben dióxido de carbono durante su vida útil. Hempcrete es uno de estos materiales llamados carbono-negativos. La fibra de cáñamo, la materia prima detrás de Hempcrete, es similar a la madera, excepto que se renueva mucho más rápido.  

Combinado con cal, Hempcrete tiene forma y resistencia similares al concreto, pero con un peso mucho más ligero. Su uso en construcción es principalmente como aislante, ya que tiene excelentes propiedades térmicas y acústicas y es resistente al fuego. 

 

Plástico reciclado 

Los plásticos de un solo uso son una de las mayores amenazas para el medio ambiente, por eso su reutilización es una gran oportunidad para la construcción ecológica y para promover una economía circular.  

El plástico reciclado se puede utilizar para crear láminas de plástico, concreto, ladrillos, madera, tuberías, techos, pisos y PVC. El plástico suele tener una baja tasa de reciclaje, por lo que su forma reciclada ayuda a reducir la cantidad de residuos que obstruyen nuestros cuerpos de agua y vertederos. 

 

Vidrio reciclado  

El vidrio es un material difícil de reciclar, por eso es uno de los materiales más desechados en vertederos. Esto nos da más razón para explorar sus posibilidades de reutilización y reciclaje. 

De hecho, Carbon Upcycling, una empresa emergente de tecnología limpia, está fabricando una alternativa al cemento resistente al clima con Cemex hecho de vidrio de desecho y CO2 secuestrado. El vidrio de desecho puede reemplazar agregados naturales como arena, grava y piedra triturada, lo que lo convierte en una excelente opción para variedades de cemento más sostenibles. 

Normas que regulan los materiales de construcción en Colombia

Estas normas establecen los requisitos de calidad, resistencia, durabilidad, comportamiento estructural y seguridad de los materiales usados:

NTC – Normas Técnicas Colombianas (ICONTEC)

• Publicadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC).
• Ejemplos:
• NTC 3318: Concreto hidráulico – especificaciones.
• NTC 174: Cemento Portland – especificaciones.
• NTC 1926: Aceros estructurales.
• NTC 4026: Ladrillos cerámicos – especificaciones.

Estas normas no siempre son obligatorias, a menos que estén incluidas en un reglamento técnico obligatorio (como la NSR-10).

Decreto 1077 de 2015

• Compila normas urbanísticas y de construcción. Integra aspectos técnicos, ambientales y de calidad de materiales.

 

Normas que rigen la construcción en general

Estas normas regulan desde el diseño estructural hasta el proceso constructivo y las condiciones de habitabilidad:

NSR-10 (Norma Colombiana de Construcción SismoResistente)

• Es obligatoria por ley (Ley 400 de 1997 y Decreto 926 de 2010).
• Define los requisitos mínimos de diseño y construcción para garantizar el buen comportamiento de las edificaciones ante sismos.
• Regula:
• Diseño estructural (concreto, acero, mampostería, madera).
• Estabilidad y resistencia sísmica.
• Materiales permitidos y sus propiedades.
• Requisitos para edificaciones nuevas y reforzamientos.

Ley 400 de 1997 y Ley 1229 de 2008

• Regulan el diseño, construcción y supervisión técnica de edificaciones.
• Obligan a que los proyectos sean realizados por profesionales competentes.

Normas ambientales y sostenibilidad

Licencias Ambientales y Urbanísticas

• Controlan el impacto ambiental del proceso constructivo.
• En áreas sensibles o rurales, la construcción requiere aprobación de autoridades ambientales (como la ANLA o las CAR).

Resolución 0549 de 2015

• Establece lineamientos para el manejo y disposición de residuos de construcción y demolición (RCD).

Ecodiseño y construcción sostenible

• Aunque no es obligatorio aún en todos los casos, existen iniciativas como LEED y la Guía de Construcción Sostenible del Ministerio de Vivienda, que promueven el uso racional de materiales, energía y agua.

Control y supervisión técnica

• Toda obra debe contar con:
• Diseñador estructural, revisor estructural, director de obra, interventor técnico, y constructor.
• Cada uno con funciones y responsabilidades específicas (NSR-10).

Además, las curadurías urbanas y las oficinas de planeación municipal son responsables de aprobar licencias de construcción y verificar el cumplimiento normativo.