Una función básica de la ingeniería civil y de la construcción es la de satisfacer y mantener las necesidades de infraestructura de la sociedad. Esa infraestructura incluye los edificios, los sistemas de tratamiento y distribución de aguas, los sistemas de eliminación y procesamiento de aguas residuales, los diques y los puentes, y los pavimentos de autopistas y aeropuertos. Aunque algunos ingenieros civiles y de la construcción están implicados en el proceso de planificación, la mayoría de ellos se dedica al diseño, construcción y mantenimiento de ese tipo de instalaciones. El denominador común entre esas responsabilidades es la necesidad de comprender el comportamiento y las prestaciones de los materiales. Aunque no todos los ingenieros civiles y de la construcción necesitan ser especialistas en materiales, una comprensión básica del proceso de selección y del comportamiento de los mismos es un requisito fundamental para todos esos ingenieros involucrados en el diseño, construcción y mantenimiento.
Los requisitos de materiales en instalaciones de ingeniería civil y de la construcción son diferentes de las de otras disciplinas de ingeniería. Frecuentemente, las estructuras de ingeniería civil requieren toneladas de materiales, con un número relativamente bajo de réplicas de diseños específicos. Generalmente, los materiales empleados en ingeniería civil tienen también un coste unitario relativamente bajo. En muchos casos, las estructuras de ingeniería civil se forman o se fabrican a pie de obra en condiciones adversas. Finalmente, muchas estructuras de ingeniería civil están directamente expuestas a los efectos adversos del entorno.
El tema de los materiales de ingeniería ha registrado un enorme avance en las últimas décadas. Como resultado, muchos de los materiales convencionales han sido sustituidos por otros materiales más eficientes o han sido modificados para mejorar sus prestaciones. Los ingenieros civiles y de la construcción deben ser conscientes de estos avances y ser capaces de seleccionar el material más efectivo en términos de coste, o usar los modificadores apropiados para cada aplicación específica.
Este texto está organizado en tres partes: $1$ introducción a la ingeniería de materiales, $2$ características de los materiales utilizados en ingeniería civil y de la construcción y $3$ métodos de laboratorio para la evaluación de materiales.
La introducción a la ingeniería de materiales incluye información sobre las propiedades mecánicas básicas de los materiales, la influencia del medio ambiente y las clases básicas de materiales. Además, una de las responsabilidades de los ingenieros civiles y de la construcción es la inspección y control de calidad de los materiales durante el proceso de construcción. Esto requiere una compresión de la variabilidad de los materiales y de los procesos de ensayo. El texto también cubre la estructura atómica de los materiales, para proporcionar una compresión básica del comportamiento de los mismos y para relacionar su estructura molecular con su respuesta en las aplicaciones de ingeniería.
La segunda sección, que representa una gran parte del libro, presenta las características de los tipos principales de materiales utilizados en ingeniería civil y de la construcción: acero, aluminio, hormigón, mampostería, asfalto y madera. Puesto que las explicaciones acerca de los materiales de hormigón y asfálticos requieren un conocimiento básico de los áridos, también se ha incluido un capítulo dedicado a estos. Además, dado que los compuestos están ganando una aceptación cada vez mayor entre los ingenieros y están sustituyendo a muchos de los materiales convencionales, se ha incluido un capítulo en el que se presenta este tipo de materiales compuestos.
La exposición sobre cada tipo de material incluye información sobre los siguientes aspectos:
Estructura básica de los materiales. Proceso de producción del material. Comportamiento mecánico del material y otras propiedades. Influencia del medio ambiente. Consideraciones de construcción. Cuestiones especiales relacionadas con el material presentado en cada capítulo.
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