Evaluación de flotabilidad en materiales de construcción.pptx

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1. Evaluación de la Flotabilidad de Materiales de Construcción Aplicaciones en Ingeniería Civil

2. Integrantes Barrera Hernández Fernando David Díaz Ortiz Carlos Gael Martínez Alarcón José Alfonso Robledo Mora Joselin Michel Yobal Chicuellar Zuriel Alejandro

3. Introducción: La flotabilidad es la capacidad de un material para flotar o hundirse en un fluido . En construcción , evaluar este comportamiento es crucial para obras en zonas inundables o en contacto con agua . Determinar la densidad y el comportamiento bajo inmersión permite seleccionar materiales adecuados .

4. ¿Por qué es Importante la Flotabilidad? La flotabilidad es la capacidad de un material para flotar en un fluido, dependiendo de su densidad en relación con el agua. Es fundamental en el diseño de estructuras como barcos, puentes y obras en zonas inundables para garantizar estabilidad y seguridad.

5. Principio de Arquimedes Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado . Fórmula : F_flotación = ρ_ fluido * g * V_sumergido F_flotación : Fuerza de empuje ρ_fluido : Densidad del agua g: Gravedad V_sumergido : Volumen del material sumergido Si el peso propio del material es menor que la fuerza de flotación, el material flotará.

6. Ensayos de Laboratorio - Determinación de la Densidad  Para materiales sólidos y cohesivos (hormigón, ladrillo, roca): Se determina la masa seca en una balanza de precisión. El volumen se calcula por inmersión en agua (método de Arquímedes), midiendo el volumen de agua desplazado. Para materiales granulares (arena, grava): Se utiliza un picnómetro (frasco de volumen conocido) para determinar el volumen absoluto de los granos. Para materiales porosos: Es crucial distinguir entre densidad aparente (incluye poros) y densidad real (solo el material sólido). La flotabilidad depende de la densidad aparente.

7. Evaluación de materiales en Agua Hinchamiento:  Algunos materiales (como la madera o ciertos polímeros) se expanden al absorber agua. Esto cambia su volumen y, por tanto, la fuerza de flotación. Degradación:  La exposición prolongada al agua puede debilitar la estructura interna del material ( ej : disolución, pudrición, corrosión), comprometiendo su integridad a largo plazo. Los ensayos consisten en someter muestras a inmersión prolongada y evaluar cambios dimensionales y de resistencia.

8. Aplicación de selección de materiales para obras en zonas inundables Acciones de flotabilidad Ciertos edificios o elementos pueden flotar en el agua. Por ejemplo, los depósitos de aceite o de gas y otros elementos que dependen del propio peso para asegurar la estabilidad. Dichos elementos son susceptibles de moverse respecto a su punto de montaje al flotar en el agua.

9. Material resistente a las inundaciones El Programa Nacional de Seguro Contra Inundaciones lo define como cualquier producto de construcción capaz de resistir el contacto directo y prolongado (al menos 72 horas) con aguas de inundación sin sufrir daños significativos. Cualquier daño que requiera más que reparaciones cosméticas se considera significativo; las reparaciones cosméticas se refieren a la limpieza, desinfección y resuperficificación (por ejemplo, lijado y repintado).

10. NFIP Clasificación Descripción A C E P T A B L E   1 Los materiales de esta clase están permitidos para usos parcialmente cerrados o al aire libre con exposición a la inundación prácticamente sin restricciones. 2 Los materiales de esta clase pueden estar expuestos y/o sumergidos en inundaciones en espacios interiores y no requieren protección especial de impermeabilización. I N A C E P T A B L E 3 Estos materiales pueden sobrevivir a la humedad y la desecación, pero es posible que no puedan limpiarse con éxito después de las inundaciones para liberarlos de la mayoría de los contaminantes dañinos. 4 Estos materiales no pueden sobrevivir al mojado y secados asociados con las inundaciones. 5 No es resistente al agua limpia ni a la humedad. Los materiales de esta clase se utilizan en espacios completamente secos. NFIP Clasificación Descripción A C E P T A B L E 1 Los materiales de esta clase están permitidos para usos parcialmente cerrados o al aire libre con exposición a la inundación prácticamente sin restricciones. 2 Los materiales de esta clase pueden estar expuestos y/o sumergidos en inundaciones en espacios interiores y no requieren protección especial de impermeabilización. I N A C E P T A B L E 3 Estos materiales pueden sobrevivir a la humedad y la desecación, pero es posible que no puedan limpiarse con éxito después de las inundaciones para liberarlos de la mayoría de los contaminantes dañinos. 4 Estos materiales no pueden sobrevivir al mojado y secados asociados con las inundaciones. 5 No es resistente al agua limpia ni a la humedad. Los materiales de esta clase se utilizan en espacios completamente secos.

11. Principales materiales aceptables - Ladrillo (Arcilla, Cemento, Concreto) - Madera contrachapada - Madera de plástico reciclada - Piedra (Natural o artificial) - Cerchas de piso (Madera, Acero) - Cabeceras y vigas, macizas (2x4) o de madera contrachapada.

12. Referencias (S/f). Fastercapital.com. Recuperado el 22 de septiembre de 2025, de https://fastercapital.com/es/tema/aplicaciones-de-flotabilidad-en-ingenier%C3%ADa-y-dise%C3%B1o.html (S/f-b). Unam.mx. Recuperado el 22 de septiembre de 2025, de https://amyd.quimica.unam.mx/pluginfile.php/2630/mod_resource/content/4/Principio%20de%20Arqu%C3%ADmedes.pdf Department of Homeland Security. (Agosto de 2008). Flood Damage-Resistant Materials Requirements for Buildings Located in Special Flood Hazard Areas in accordance with the National Flood Insurance Program. https:// asfpm-library.s3-us-west-2.amazonaws.com/General/FEMA_NFIP_TB_02_Flood_Damage_Resistant_Materials_Requirements_2008.pdf Isa, P. (2022, octubre 13).  3 formas de reducir la vulnerabilidad de los edificios frente a las inundaciones . Arquitecto.eco ; Arquitecto.eco . https://arquitecto.eco/edificios-inundaciones/