Producción II: Monografía “Cobre y chapas lisas”

Alumnos: Sonzogni, Jhoana; Crespo, Luciano

Profesores: Di Boscio, Fernando; Caballero, Analia

UFLO- Sede Comahue

1

1.Índice

1.1 Introducción ................................................................................................................................................. 2

Cobre................................................................................................................................................................. 3

2.1 Definición y Características ........................................................................................................................ 3

2.2 Propiedades.............................................................................................................................................. 3

Techos de cobre ................................................................................................................................................. 5

3.1 Caracteristicas........................................................................................................................................... 5

3.2 Tipos de juntas.......................................................................................................................................... 7

3.3 Métodos de colocación.............................................................................................................................. 9

3.4 Otras aplicaciones en la arquitectura ........................................................................................................ 11

Chapas lisas ..................................................................................................................................................... 12

4.1 Definicion:........................................................................................................................................... 12

4.2 Condiciones generales y aplicaciones: ................................................................................................... 12

4.2 Sistema constructivo: ........................................................................................................................... 12

4.3 Medidas comerciales: .......................................................................................................................... 12

4.4 Juntas: ................................................................................................................................................ 12

4.3 Tipos de chapas: .................................................................................................................................. 13

Ventajas y Desventajas...................................................................................................................................... 14

Bibliografía....................................................................................................................................................... 15

2

1.1 Introducción

El objetivo de la presente monografía es brindar la información necesaria acerca del cobre como material de

construcción y chapas lisas desde la mirada de la construcción arquitectónica. A partir de la información

recolectada se explican las características y propiedades principales del cobre, sus formas comerciales en el

mercado de la construcción, su método constructivo en cubiertas y un breve recorrido por aplicaciones alternativas

en la arquitectura. En una segunda parte se investiga sobre las chapas lisas. Haciendo hincapié en su estructura y

armado, su método constructivo, los materiales empleados y el montaje en la obra. Por úl timo, hacemos un análisis a modo de conclusión de las ventajas y desventajas que presentan dichos usos del metal en cubiertas.

3

Cobre 2.1 Def inición y Características

Es un metal de transición rojizo, que presenta una

conductividad eléctrica y térmica muy alta, sólo superada por

la plata en conductividad térmica y el oro en conductividad

eléctrica.

2.2 Propiedades

Propiedades Físicas: Es un material que abunda en la naturaleza y se recicla de manera indefinida, también

forma aleaciones brindando resistencia a la corrosión y oxidación, más dureza y color. Su alta resistencia a

la corrosión hace del cobre un material ideal en obras diseñadas para una gran vida útil, cualesquiera que

sean las condiciones climáticas y atmosféricas, especialmente en ambientes agresivos y costeros. El cobre

no solo tiene duración propia, sino que prolonga también la vida de los materiales que se emplean como

soporte o sustrato.

Propiedades químicas: Cuando se encuentra expuesto al aire, el color rojo salmón inicial se torna rojo

violeta por la formación de óxido cuproso para ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido

cúprico. Es un buen aislante contra la radiación del calor, en los meses de verano y en el invierno previene

las pérdidas de calor de la casa. Las continuas variaciones de la temperatura y el deterioro de los

materiales son causas de las fallas de los sistemas de techado. Estas fallas no se presentan en una cubierta

de cobre ya que se expande y se contrae menos que los materiales convencionales.

Propiedades mecánicas: Es fácil de mecanizar, posee una buena ductilidad y maleabilidad eso permite crear láminas e hilos muy delgados y finos. Es un material soldable, permite tratamiento térmico. 4

2.3 Aleaciones

Los cobres débilmente aleados son aquellos que contienen un porcentaje inferior a 3 % de algún elemento añadido

para mejorar alguna sus características como la maquinabilidad (facilidad de mecanizado), resistencia mecánica o

resistencia en caliente, conservando la alta conductibilidad térmica y eléctrica del cobre; los elementos utilizados

son estaño, cadmio, hierro, teluro, circonio, cromo y berilio. Otras aleaciones de cobre importantes son latones

(cinc), bronces (estaño), cuproaluminios (aluminio), cuproníqueles (níquel), cuprosilicios (silicio) y alpacas (níquel -cinc).

Entre las principales de aleaciones de cobre podemos destacar:

Bronces: Aleación de cobre y estaño, con una presencia entre el 2 y el 20% de este último. Exceptuando el acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones. Por su elevado calor específico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones de transferencia del calor.

Latones: El latón, es una aleación de cobre y zinc. En los latones industriales el porcentaje de Zn se

mantiene siempre inferior al 20%. Su composición influye en las

características mecánicas, la fusibilidad y la capacidad de conformación

por fundición, forja, troquelado y mecanizado. En frío, los lingotes

obtenidos pueden transformarse en láminas de diferentes espesores,

varillas o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar

alambres. Algunos tipos de latones se denominan ‘bronces’. Se utiliza

para decoración debido a que su brillo le da un aspecto similar al del oro,

4

para aplicaciones en que se requiere baja fricción, como cerraduras, válvulas, etc. Para fontanería y

aplicaciones eléctricas.

Cuproaluminios: son aleaciones de cobre

aluminio, con 5 % a 11 % de aluminio. Las

principales ventajas son: su maleabilidad en frío

cuando el contenido de aluminio es inferior al 8

% y en caliente cuando es superior a esta

cantidad. Además, son soldables entre sí, tienen

notable resistencia a la corrosión en medios

como el agua de mar y aguas ácidas. Son

prácticamente insensibles a los fenómenos de

corrosión intergranular, son amagnéticos

(excepto aquellos con alto contenido de hierro y

manganeso). Por pulido adquieren un color

dorado. Sus características mecánicas son elevadas y las conservan a muy bajas temperaturas.

Cuproniqueles: El cuproníquel es una aleación de cobre, níquel y las impurezas de la consolidación, tales como hierro y manganeso. Este metal no corroe en agua de mar.

Otras aleaciones:

Alpacas

Aleaciones con alto contenido de cobre. Entre ellas destacan: Cobre-Cadmio y

Cobre-Cadmio-Estaño, Cobre-Cromo, Cobre-Berilio y Cobre-Berilio-

Cobalto,Cobre-Níquel-Silicio y el Cobre-Silicio- Manganeso.

Cobres debilmente aleados: aquellos que poseen menos de un 1% de otros

elementos, como por ejemplo Cobre tenaz con plata, Cobre con

Azufre, Cobre con Telurio

Existen otras aleaciones de cobre pero al tener una proporción

inferior al 50% de su composición no pueden considerarse

propiamente aleaciones de cobre, sino aleaciones de otros metales con cobre, como por ejemplo el aluminio-cobre.

5

Techos de cobre

El cobre aplicado a la construcción es utilizado desde hace varios siglos, brindando protección contra el exterior en

cubiertas. Posibilitando la creación de nuevas formas, ornamentaciones, volúmenes y detalles de fachada de una

fina elaboración ya que es un material de fácil dominio y resistente frente a los efectos corrosivos de la intemperie.

Es duradero y ligero. Podemos encontrar desde palacios romanos hasta obras de arquitectura moderna es por ello

que cubre una amplia gama de estilos arquitectónicos y sus diferentes aplicaciones a partir del periodo mismo. En

la actualidad, comienza a adquirir una gran importación en el sector de la construcción, eso es producto de las grandes ventajas que provee y su gran utilidad para la construcción de techos o de revestimiento de las paredes

3.1 Caracteristicas

Aspecto: Quizás esto sea la característica más destacada de

este metal - su color y la evolución del mismo una vez

puesto a la intemperie.

Forma: El cobre es un elemento que puede adaptarse a

cualquier forma, eso es gracias a su maleabilidad que le

permite con facilidad al material generar todo tipo de

curvas y detalles complejos, brindándole al arquitecto

libertad sin limitaciones a la hora de proyectar y llevarlo a cabo la forma.

En cubiertas, mecánica o manualmente se puede colocar con

pendientes de 3° a 90°.Gracias a la naturaleza fina de las láminas de

cobre, se obtienen en la unión juntas más delgadas entre láminas,

generando cubiertas de gran superficie y con diferentes formas geométricas, de gran calidad y visualmente continuas.

Rentabilidad

Debido a su larga vida y las características estéticas que posee, la cubierta de cobre es considerada como de gran

calidad, considerando su valor, y los beneficios que brinda a lo largo de su ciclo de vida. Además de no requerir

mantención durante su vida útil permite ahorrar importantes recursos. Se reducen las pérdidas de material al no tener que cortar las planchas.

6

•Costo: Comparativamente frente a otros revestimientos metálicos el cobre tiene un mayor valor económico inicial,

sin embargo también tiene un mayor valor agregado, es eterno (de baja mantención) y brinda una imagen distintiva

frente a cualquier otro material.

•Formas comerciales

En el mercado existen 3 tipos de temples para las chapas de cobre: recocido, duro y semiduro (las chapas de cobre duro no se utilizan normamente para cubiertas).

1. Chapas de cobre recocido:

­ 600.00 x 2000.00 x 0.80 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.25 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.50 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 2.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 3.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 4.00 mm

2. Chapas de cobre semiduro:

­ 600.00 x 2000.00 x 0.60 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 0.80 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.25 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 1.50 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 2.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 3.00 mm

­ 600.00 x 2000.00 x 4.00 mm

Nota: todas las medidas se encuentran en milímetros (mm.), nombrándose en ancho x largo x espesor.

Es posible reforzar las láminas mediante plegados o nervaduras.

Con las láminas básicas se procede a formarlas en bandejas con plegados de 1" por el contorno, planchas de largos

de hasta 6.0m o tejuelas rómbicas de 0.30 x 0.30cm que deben ser preparadas en un taller de hojalatería en base a

detalles de fabricación y plegados propios de cada diseño. Posteriormente se limpiarán estas planchas ya formadas

y se les aplicará una terminación de laca o patinas, (es recomendable dejar las planchas al natural), finamente se

llevarán a la obra para proceder con el montaje.

Color

•Pátina natural: El cobre al estar expuesto a los agentes atmosféricos, desarrolla una película protectora (pátina). La

velocidad de desarrollo y su composición dependen de las variaciones de las condiciones atmosféricas. Los

componentes cuprosos expuestos a la intemperie pasan por varias etapas de decoloración mientras se desarrolla la

pátina final

Cuando la cubierta se expone a la

atmosfera se genera una película de

óxido de cobre, que a los pocos días

cambia de color variando del rosa

salmón al marrón rojizo. Si la

exposición se prolonga las películas

de conversión de sulfuro cuproso y

cúprico se mezclan oscureciendo la

superficie, pasando a un marrón

chocolate. Y si la exposición sigue

se obtiene la conversión de las

7

películas de sulfuro en la pátina de sulfato básico de cobre, en el concluye con el color verde. Pero para ello es

necesario cierta cantidad de agua de lluvia para formar la pátina verde y el proceso lleva más tiempo en superficies

verticales por la rapidez de la evacuación del agua.

• Patina artificial: Esto surge por una necesidad estética del proyectista, por

lo que no puede esperar el proceso natural de cambio del cobre ya que bajo las

condiciones naturales la superficie de este se desarrolla bajo un tiempo

prolongado. Existen varios procesos químicos para ello, pero no son

recomendados sino con ciertas reservas para hacer utilizadas en grandes áreas de

techado. Más que nada son utilizadas para igualar un cobre nuevo a un cobre ya

patinado. Sin embargo en función de costos, son mejores y más eficaces los

cambios naturales, ya que a través del desarrollo de este revestimiento se

consigue la protección máxima contra la corrosión atmosférica. Y si se desea

mantener el color original se hace uso de una laca protectora transparente, aceite

o barnices que provee de una barrera aislante que excluya la humedad y el polvo de esta superficie y evite las reacciones químicas.

3.2 Tipos de juntas

Sistema tradicional: Junta Listón

Este sistema usa chapa de cobre recocida (espesor 0,6

y 0,7).

Necesario para detalles a mano o para juntas laterales

por motivos estéticos.

Aspecto final: con mayor acabado manual y

artesanal.

A diferencia del sistema de bandas largas permiten

menor movimiento.

Tamaños de chapa: No debe superar los 60 cm de

ancho y 30 cm de longitud.

Fijaciones: las patillas tienen una separación de 300

mm.

Los clavos utilizados son con ranuras anulares en el

fuste de 25 mm x 2,6 mm de diámetro con una cabeza mínima de 6 mm.

Fase 1:

Se colocan las chapas que al llegar al liston se

pliegan hacia arriba, por los laterales del liston, y

luego hacia afuera 15 mm dejando asi lugar

para plegar en ellas las patillas, que están fijadas

al liston.

8

Fase 2: Se procede a doblar la patilla hacia abajo, envolviendo asi el doblez de la chapa cubierta.

Fase 3: Se realiza el engatillado simple en la tapa del liston, como lo indica el dibujo.

9

Fase 4: Luego la chapa que recorre longuitudinalmente al liston, se dobla hacia abajo, para completar asi la junta de liston.

Corte

Junta Alzada : grosor de cobre 0.6 mm. o 0.7mm. Se obtiene una buena relación coste -eficacia, acabado con

aspecto mas plano y preciso.

1. Junta alzada: se planifican para que las anchuras de las

bandas no superen los 670mm.

2. Patil la: (fijas) se pueden usar a voluntad en donde las

longitudes de las bandillas de cobre no superen los 3.00m

3. Lamina separadora

4. Perfil U

5. Ais lamiento térmico

6. Barrera de vapor de agua

7. Soporte

8. Estructura Los clavos para las fijaciones son con ranuras anulares en el fuste.

Torni llos de acero inoxidable son una alternatica; ambos dos

pos icionados a tresbolillo, con un paso máximo de 300mm.

3.3 Métodos de colocación

Proceso de engatillado

­ Se fija el lado “hembra” de la última bandeja con

una patilla atornillada al soporte directo.

10

­ Se coloca una nueva bandeja encima de la última.

­ Se pliega el lado “macho” alrededor del pliegue del

lado “hembra”, engatillando las dos chapas entre si. El

resultado se llama “junta alzada en ángulo” y lo

empleamos principalmente para revestir fachadas,

aunque es válido para cubiertas con un pendiente

superior a 25º.

­ Por último, doblamos el pliegue horizontal en

vertical para conseguir una junta alzada de doble

engatillado. Este es el final del proceso.

Cubiertas ventiladas y no ventiladas

­ Diseño de cubierta ventilada: Construcción ventilada de cubierta con cámara de aire de 50mm de grosor en

toda la cubierta entre el soporte inmediato del cobre y el aislamiento, con una toma de aire continúa en la

parte inferior y una salida continúa en la cumbrera, ambas protegidas con la instalación de mallas contra-

insectos.

­ Diseño de cubierta no ventilada: Construcción no ventilada de cubierta con barrera de vapor colocado al lado interior del aislante térmico, todas las juntas selladas y rematadas. Debajo del revestimiento se instala una lámina transpirable para revestimientos de cobre, titanio y inoxidable, y una membrana de ventilación

11

en el caso de zinc y plomo. Suficiente aislante para mantener la chapa grecada por encima del punto de rocío.

3.4 Otras apl icaciones en la arquitectura

• Revestimientos de cobre:

También se pueden utilizar planchas conformadas. Se fijan a una retícula de madera aplicada contra el muro de

ladrillo o de hormigón mediante tornillos de bronce. Los huecos dejados entre los listones que forman la retícula se

rellenan con aislante térmico, para permitir la libre dilatación de las chapas de cobre, los agujeros para los tornillos

se hacen mayores que el diámetro de éstos.

Revestimiento lacado (arriba izquierda). Revestimiento de cobre verde (arriba derecha)

Revestimiento gris colorido (abajo izquierda). Revestimiento de laton (abajo derecha)

12

Chapas lisas

4.1 Definicion: Denominamos chapa lisa a aquellas piezas de bajo espesor (suelen situarse entre 0,7 y 1 mm) que no tiene ningún tipo de plegado salvo en los plegados para facilitar su colocación.

4.2 Condiciones generales y aplicaciones:

Las planchas lisas pueden aplicarse en cualquier tipo y diseño de cubierta, proporcionando un revestimiento

continuo y hermético a la acción del agua y el viento. Estas características hacen que su empleo sea especialmente indicado y ventajoso en cubiertas ocultas o reducidas pendientes , inferiores a 6% en zonas lluviosas.

4.2 Sistema constructivo:

El montaje de estas planchas debe hacerse, sobre superficies solidas o sobre entrablonado continuo de madera,

siendo esta ultima la forma mas usual de colocación. Para la unión y fijación de estas planchas se emplea el sistema de engatillado y junta liston.

4.3 Medidas comerciales:

Las chapas lisas se comercializan en las siguientes medidas:

­ 1000 x 2000 x 0.35

­ 1000 x 2000 x 0.40

­ 1000 x 2000 x 0.50

­ 1000 x 2000 x 0.60

­ 1000 x 2000 x 0.70 ­ Nota: todas las medidas se encuentran en milímetros (mm.), nombrándose en ancho x largo x espesor.

4.4 Juntas: Existen dos tipos de juntas: la Junta Lateral y la junta longitudinal.

Engatillado simple en extremos con ganchos.

Es el sistema más sencillo utilizado para unir los extremos de las planchas y se puede combinar fácilmente con los

sistemas de emballetado lateral. La fijación se logra por medio de ganchos planos elaborados con planchas lisas los que se clavan directamente al entablado con clavos galvanizados de cabeza plana de 1".

13

Sistema 2: engatillado de extremos, doble con ganchos. Es un sistema análogo al anterior, diferenciándose en que lleva un doble emballetado, lo que le otorga a la unión una mayor hermeticidad y rigidez. Sin embargo, este sistema presenta muchas dicultades para combinarlo con uniones laterales, por lo cual se recomienda sólo para cubiertas sin uniones laterales, en que el largo de la plancha corresponde al largo de la cubierta. Al igual que el sistema anterior, la -jación de las planchas se logra mediante ganchos planos clavados directamente al entablado.

Este tipo de cubiertas también utiliza las uniones juntas liston y junta de engatillado. Desarrolladas anteriormente

en “cubiertas de cobre”.

Dependiendo si utilizan un sistema u otro como solución para la junta lateral existen dos tipos de cubiertas: de

listón o de junta alzada. La junta longitudinal es en ambos casos igual y solo depende de la pendiente de la cubierta.

4.3 Tipos de chapas:

La chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente es uno de los productos siderúrgicos de mayor desarrollo mundial. Se produce a partir de chapa de acero laminada en frío o en caliente, la cual se reviste en ambas caras con

una capa de zinc. Utiliza una línea de proceso continuo que asegura alta adherencia y espesor homogéneo de recubrimiento. El producto, que combina las características de resistencia del acero con la durabilidad del zinc, es apto para fabricar piezas conformadas y sumamente resistentes a la acción del medio ambiente.

Chapas laminadas en frio:

­ Las mismas parten de las chapas laminadas en caliente que son sometidas a un proceso de laminación en frío

donde se obtiene la reducción de su espesor, una mayor aptitud al conformado y un mejor aspecto

superficial, apto para una amplia gama de aplicaciones.

­ El acero laminado en frío satisface los requerimientos mecánicos máx imos (elasticidad, formabilidad y

resistencia a la tracción), presenta alta calidad superficial y buena aptitud al conformado. Asimismo, se

caracteriza por una ductilidad (alargamiento de rotura) y maleabilidad mínimas garantizadas.

­ son especialmente adecuados para procesos de plegado y embutición profunda, que permiten la realización

de partes complejas consiguiendo series de piezas perfectamente iguales y destinadas a utilizaciones

interiores.

­ se garantiza la soldabilidad del material en procesos normales de soldadura.

­ Se disponen de distintas opciones en cuanto al aspecto superficial

14

Ventajas y Desventajas En conclusión a partir de la información recolectada es importante resaltar, las principales condiciones y

recomendaciones con respecto al trabajo con el cobre:

Aún en ambientes agresivos y contaminados las láminas delgadas de cobre son resistentes a la corrosión

(lluvia ácida).

La ductilidad del cobre permite una fácil manufactura.

Los revestimientos de cobre son livianos.

Las láminas de cobre pueden fijarse por soldadura, unión mecánica, engatillados o adhesivos, entre sí y

otras superficies.

Los colores del cobre combinan bien con otros materiales de la construcción; es natural y envejece con el

edificio.

El cobre ofrece una imagen arquitectónica distinta a otros materiales.

La manufactura, el montaje y las terminaciones de las instalaciones en cobre son los factores que más

inciden en el servicio y difusión de una cubierta de cobre.

En estos ámbitos no existe competencia técnica contra el cobre dado su perdurabilidad.

La coloración artificial del cobre es recomendable para la reposición de cubiertas existentes y/o en casos de

arquitectura específicos.

Además de cubiertas, existen otras aplicaciones de la lámina de cobre en el área de revestimientos e

impermeabilización de edificios.

Es un material costoso pero que garantiza una economización en el mantenimiento del edificio.

Por otra parte las ventajas y desventajas que consideramos en la utilización de chapas lisas fueron:

Las cubiertas metálicas consisten en revestimientos de chapas perfiladas o láminas metálicas. Es apropiada

para cubiertas ligeras con poca pendiente.

Con pequeñas pendientes consiguen la resistencia a los agentes exteriores igual que con otros materiales a

gran pendiente.

Se obtiene una buena relación coste-eficacia.

15

Bibliografía

http://www.arkinetia.com/recursos/el-cobre-en-la-construccion-y-la-arquitectura_a687

https://es.wikipedia.org/wiki/Bronce

http://www.deguria.com/suministros/laton/

http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/gonzaleza01/capitulo1/05l.html

http://www.infocobre.org.es/doc/uploaded/File/manual_arquitectura_d_83715.pdf

http://www.archiproducts.com/es/productos/78750/genus-panel-y-chapa-metaliao-para-cubiertas-genus-45-

unimetal.html

http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3350/7/35737-7.pdf

http://www.edilportale.com/upload/prodotti/prodotti-78691-catde45f4a965b34e769e5ed7a814532cc9.pdf