U2 BIOMATERIALES[1]

Vista previa del material en texto

Ciencia de los materiales 2 
Ingeniería civil – FCYT- UCA 
Biomateriales 
para la construcción 
Prof. Ing. Laura Arias 
biomateriales, qué son? 
• son materiales de origen biológico 
• muchos de ellos se emplean en la construcción 
• desde los inicios de la humanidad hasta hoy 
• cada vez tienen mas auge por cuestiones de 
sostenibilidad 
Prof. Ing. Laura Arias 
por qué? 
• están disponibles 
• son fáciles de transformar artesanal e industrialmente 
• consumen poca energía 
• no contraminan tanta agua, aire y suelo 
• se biodegradan 
• son recursos renovables 
• costos relativos según sistemas de explotación 
Prof. Ing. Laura Arias 
ejercicio: 
en los siguientes 20 minutos responde estas preguntas con un compañero, 
luego se compartirá la información y se entregará el ejercicio 
• cuáles son estos materiales? 
• dónde se emplean en la construcción civil? 
• que ventajas tienen frente a los metales? 
• que limitaciones presentan? 
• cita 5 ejemplos de aplicaciones de biomateriales 
en obras de construcción 
Prof. Ing. Laura Arias 
se amplía el concepto …biomateriales son… 
• aquellos materiales lo más naturales y beneficiosos posible 
• libres de emisiones radioactivas, gases y/o elementos tóxicos 
• que no alteran el campo magnético natural de la Tierra 
• reciclables 
• transpirables 
• que causan bajo impacto en el Medio Ambiente 
• que en su proceso de fabricación consumen un mínimo de 
energía 
• que no generan alta contaminación en agua suelo y aire 
Prof. Ing. Laura Arias 
• tierra, barro 
• piedra 
• arcilla 
• cal 
• yeso 
• madera 
• bambú, tacuaras, cañas, mimbres, paja, etc. 
• fibras vegetales (cáñamo, lino, algodón, etc.) 
• corcho natural 
• pinturas naturales transpirables 
• tratamientos a poro abierto para la madera 
Prof. Ing. Laura Arias 
tendencia actual 
• mayor cuidado en la selección de los materiales 
• el objetivo primordial en la futura vivienda es construir una 
vivienda SANA y SOSTENIBLE 
• los materiales utilizados deben ser lo más naturales posible 
• que no emitan ni radiaciones, ni gases, ni partículas tóxicas 
• de procedencia lo más cercana posible a la obra 
Prof. Ing. Laura Arias 
• de elaboración lo más sencilla posible 
• impermeables al agua, permeables al vapor 
• conductores en vez de aislantes, que no alteren el campo 
magnético natural 
• que tras su vida útil sean fácilmente recuperados, 
reciclados o reutilizados en otra aplicación 
 
Prof. Ing. Laura Arias 
nuevo concepto … 
• Dentro de lo que se considera Diseño Sostenible se habla de 
los materiales de rápida renovación (MRR) 
• En realidad casi todos los materiales son renovables en un 
periodo de tiempo más o menos largo, pero sólo podemos 
considerar “sostenibles” aquéllos que pueden regenerarse 
antes del final de la vida útil del producto del que forman 
parte. 
Prof. Ing. Laura Arias 
• Uno de los principales objetivos del diseño sostenible es la 
transformación del proceso lineal en la industria de la 
construcción a un proceso cíclico en que los materiales y los 
productos puedan ser recuperados, reciclados y reutilizados. 
• Estamos familiarizados con el reciclaje de materiales como el 
acero, el aluminio y algunos plásticos que pueden reducir o 
incluso eliminar el consumo de nuevas materias primas, pero no 
hay que olvidar que el reciclaje conlleva un gasto energético 
importante y la emisión de gases contaminantes 
Prof. Ing. Laura Arias 
• Existe una serie de materiales y productos desarrollados a 
partir de recursos renovables, siendo el más conocido la 
madera sosteniblemente gestionada. 
• El objetivo es generar productos cuya esperanza de vida sea 
mayor que los ciclos de cosecha de la mayoría de las especies 
arbóreas. 
• De esta forma se mantiene un desarrollo sostenible evitando la 
merma de los recursos naturales. 
Prof. Ing. Laura Arias 
Certificación de materiales 
• LEED (Leadership in Energy & Environmental Design) y otros 
sistemas de certificación sostenible reconocen los beneficios 
de utilizar productos derivados de “materiales de rápida 
renovación” en estas aplicaciones. 
• En este contexto LEED define los MRR como materiales que 
puedan renovarse en 10 años 
Prof. Ing. Laura Arias 
Sistema de certificación 
de edificios sostenibles 
• Los MRR pueden extraerse de residuos agrícolas, urbanos o de 
plantaciones responsablemente gestionadas. 
• De esta forma se fomenta la biodiversidad proporcionando 
ciclos de cosecha razonables que ayudan a sostener las 
economías y comunidades locales 
Prof. Ing. Laura Arias 
http://biomateriales.org/blog/2012/10/tecnalia-
desarrollara-biomateriales-para-la-construccion-
a-partir-de-residuos-urbanos-y-agricolas/ 
El desarrollo de nuevos BIOCOMPUESTOS 
fabricados a partir de residuos urbanos y 
agrícolas está dando al sector de la 
construcción productos de alto rendimiento. 
• Además de las propiedades y aplicaciones constructivas 
de los distintos materiales, también se tiene en cuenta la 
presencia o no de compuestos orgánicos volátiles (COV) 
por su posibilidad de ser tóxicos o inflamables. 
Prof. Ing. Laura Arias 
algunos de los materiales de rápida renovación: 
• agrofibras (trigo, cáñamo, lino, etc.) 
• paja 
• bambú – takuara – guadua 
• lana 
• algodón 
• soja 
• linaza 
• girasol 
• coco 
• caucho natural 
• corcho 
Prof. Ing. Laura Arias 
agrofibras 
• Luego de extraer las semillas del trigo u otros productos 
agrícolas, la paja se transforma en un producto útil para la 
construcción. 
• A través de un proceso de compresión, se transforman en 
paneles de construcción. 
Prof. Ing. Laura Arias 
paja 
un material aislante 
La paja se utilizó en 
Inglaterra y otros países 
europeos como material 
para techar durante el 
siglo 18 y aunque se 
estima que hoy día hay 
solo 50.000 hogares con 
techumbre de paja, esta 
costumbre ha 
experimentado un 
renacimiento por ser un 
biomaterial. 
Fardos de paja, un material natural – biodegradable – 
renovable – aislante - resistente – económica – sustentable 
Prof. Ing. Laura Arias 
mantas o membranas de 
biomateriales 
• mantas de fibra de yute 
• de fibras de coco 
• de cañas cocidas con 
hilos de acero 
materiales biodegradables que 
actúan como protección contra la 
erosión superficial 
Yute 
Decoración 
Alfombras de 
yute 
Yute impregnado en cementos y yeso como material 
para revestimientos y cielos rasos 
Cielo raso de yute con propiedades ignífugas 
Madera de cocotero en la decoración de 
un hotel 
Revestimientos de mimbre 
 Varas de mimbre en 
proceso de secado 
Cortinados, mamparas, esterillas decorativas 
el mimbre es una fibra vegetal que se obtiene de un 
arbusto de la familia de los sauces 
• desde la simpleza de un cercado de uso rural 
a los proyectos arquitectónicos 
Prof. Ing. Laura Arias 
Prof. Ing. Laura Arias 
Un material tradicional chileno 
que en este proyecto de 
Andrea von Chrismar explora la 
fabricación de la armadura, esta 
vez en relación con el campo de 
la arquitectura. 
El mimbre presenta 
gran flexibilidad en la 
fibra y buena rigidez 
en el tejido 
El espesor de la fibra de mimbre, la geometría que ordena el tejido, la forma 
que lo estructura y la técnica artesanal que los construye, son las variables que 
determinan las propiedades de este tejido y sus alcances. 
Prof. Ing. Laura Arias 
Desde hace siglos la guadua ha sido utilizada 
tradicionalmente como material de construcción, y 
ahora, debido a la corriente actual de búsqueda demateriales para el desarrollo sostenible, esta 
planta ha ganado un espacio en la construcción. 
Prof. Ing. Laura Arias 
• Desde viviendas rurales en las cuales el armazón se construye con cañas de 
tacuara, hasta para exportación en proyectos desarrollados en países donde 
esta planta no existe. 
Prof. Ing. Laura Arias 
Ejemplo de esto es el techo de la Terminal T4 del aeropuerto de Barajas, 
en Madrid, con unos 200.000 metros cuadrados de superficie. 
la madera un biomaterial para la 
ingeniería de construcción civil 
Prof. Ing. Laura Arias 
• Seguramente la madera se 
haya empleado como un 
material para usos ingenieriles 
desde los inicios de la 
civilización 
Prof. Ing. Laura Arias 
la naturaleza ayuda al hombre … 
el árbol en pie sugiere la columna, el 
árbol caído sugiere la viga 
Prof. Ing. Laura Arias