DURABILIDAD DE LOS MATERIALES. POR: BRIAN PULARÍN GALEANO.
La durabilidad es la capacidad de durar. Un material durable será aquél capaz de resistir las agresiones debidas a procesos mecánicos, físicos o químicos, actuando externamente o aflorando desde su interior. La durabilidad de los materiales puede analizarse desde diversas perspectivas, según sus propiedades: 1. Si sus propiedades mecánicas ante una carga coordinan la deformación, se dice que poseen un movimiento diferencial, es decir coordinan bien sus propiedades mecánicas ante ensayos de tensión, flexión, flexión, compresión… 2. Si sus propiedades físicas son sometidas ante agentes como la temperatura, el material puede variar sus características. Ante la agre sividad de la temperatura los materiales tienden a establecer un coeficiente de dilatación debido a que la temperatura modifica sus enlaces, es decir los expande y por ende expande la deformación del material, pero cabe decir que dos materiales unidos y sometidos a altas tem peraturas pueden sufrir cambio en su deformación y los que produce una dilatación, pero dichas dilataciones son lineales y coordinadas, es decir, la fisura que se puede producir entre ambos materiales es sellada elásticamente, y se conoce como junta estructural de dilatación; si en caso c ontrario, ambos materiales se dilatan diferente pueden sufrir variaciones dimensionales lo que conocemos comúnmente como fisuras y ambos materiales son desolidarizados entre sí. los metales y polímeros por su naturaleza tienen un coeficiente de dilatación elevado, por lo contrario la madera posee un coe ficiente de dilatación relativamente bajo. Cuando el material es sometido ante la agresividad de la temperatura y de la humedad hablamos de variaciones higrométricas; estas generan variaciones en las dimensiones del material, pero dichas reacciones pueden ser: A) irreversibles; pero solo para materiales que están sometidos a procesos de co cción con agua: por ejemplo en los conglomerantes como cementos, cales, yesos hay transformaciones químicas, mientras que l os aglomerantes como la arcilla experimentan cambios físicos (puede ablandarse en presencia de agua, pero recuperar la dureza una vez ya no esté en contacto con el agua); B)reversibles: por ejemplo el hormigón, según la cantidad de agua que le agreguemos este tendrá características variaciones, pero todo esto e stá sujeto a las normas constructivas de cada nación de acuerdo a la geografía de la misma. 3. Si sus propiedades químicas son variaciones de acuerdo al agua. El agua e s un compuesto químico de gran importancia en la construcción, ya que este reacciona y fija muchas propiedades en los materiales. Pero cuando el agua e s portadora de compuestos agresivos esta puede generar muchos daños en una construcción. Cuanto tenemos interacciones entre materiales y sales disueltas en agua (generalmente de sulfatos de sodio, calcio, magnesio) ácidos, bases; estas provocan dislocaciones en los materiales, y en algunos casos llegar a anular las propiedades de los materiales, debido a las reacciones químicas que producen. Los materiales cerámicos tienen una alta r esistencia ante la presencia de ácidos. Cuando la durabilidad de los materiales metálicos es sometida al medio esta suele prese ntar grandes variaciones debido a los fenómenos que pueden suceder, uno de ellos es la corrosión. La corrosión es la disolución de un metal en un ambiente acuoso. Una pila electroquímica es un modelo simple de esa corrosión acuosa. En una pila de concentración de iones, el metal en el medio de baja concentración es anódico y se corroe. El metal en el medio de alta concentración es catódico y experimenta electrodeposición. Una pila galvánica involucra a dos metales diferentes con tendencias distintas frente a la
ionización. El metal más activo, o ionizable, es anódico y sufre cor rosión. El metal más noble es catódico y sufre electrodeposición. La serie de fuerzas electromotrices es una lista de potenciales de semipilas que muestra las tendencias relativas a la cor rosión. La serie galvánica es una lista más cualitativa para las aleaciones comerciales en un determinado medio corrosivo, como e l agua de mar. La reducción gaseosa puede servir como r eacción catódica, eliminando la necesidad de que a la corrosión la acompañe una electrodeposición. La pila de concentración de oxígeno es uno de tales procesos, y la herrumbre de las aleaciones de hierro es un ejemplo común. En una pila con tensión mecánica, un metal bajo tensión es anódico en c omparación con el mismo metal recocido. A escala microestructural, los límites de grano son anódicos en relación a los granos adyacentes. La corrosión metálica se puede prevenir mediante la selección de los materiales, la selección del diseño, los recubrimientos protectores de varias clases, la prote cción galvánica (usando ánodos de sacrificio o corrientes impresas) y los inhibidores químicos. Aunque los no metales son relativamente inertes en comparación con los metales se nsibles a corrosión, un ataque químico directo puede afectar a sus aplicaciones de diseño. Como ejemplos se pueden citar el ataque de la humedad a los silicatos y la vulcanización de los cauchos. Todos los materiales pueden ser dañados de forma selectiva por ciertas formas de radiación. El daño por neutrones en los metales, el daño por electrones en los cerámicos y la degradación por UV de los polímeros son e jemplos de ello. El desgaste es la eliminación de material superficial como resultado de una acción mecánica, como un deslizamiento continuo o cíclico. Muchas de las reacciones ambientales de este c apítulo están asociadas a la superficie del material. La espectroscopia de e lectrones Auger se ha convertido en una poderosa herramienta de análisis químico de las primeras capas atómicas en una superficie libre o en una interfase. El electrón Auger posee una energía cinética característica del elemento que se analiza.
Por otro lado, es preciso e l recordatorio del concepto de alcalinidad de una sustancia, y su me dida a través del pH, pues hay determinados materiales, como el hormigón, y especialmente el hormigón con refuerzo de acero e n su interior, al que conocemos como hormigón armado, cuya durabilidad depende en gran medida de la conservación de su elevado c arácter alcalino, como se verá con ocasión de su estudio descriptivo. Por otro lado, La durabilidad natural de una madera es la resistencia natural que presenta frente al ataque los distintos agentes degradadores. Los agentes degradadores pueden ser abióticos (atmosféricos, mecánicos o químicos) y bióticos (hongos cromógenos, hongos de pudrición, insectos de ciclo larvario o insectos sociales). La mayor o menor durabilidad natural de una madera depende del mayor o menor contenido de resinas, taninos, aceites, etc; que impregnan sus tejidos. El duramen contiene más sustancias protectoras que la albura, por lo que es más resistente.
BIBLIOGRAFIA: GUIGOU FERNANDEZ, Carlos. “la durabilidad de los materiales constructivos”. Editorial E.T.S.A. Universidad de las palmas de Gran Canaria. 2009.
