El Ingeniero y ferretero español y sud-americano (1887-03-12 00:00:00), página 11

Pruebas de Material de Construcción.

En el diseño de estructuras de piedra en las cuales la superficie de apoyo es comparativamente reducida con relación al peso soportado el arquitecto no puede estudiar demasiado cuidadosamente la fuerza de trituración del material empleado. Hace algunos años, que recordamos el fallo de las columnas de piedra de una nueva iglesia, y existen muchos ejemplos de obras antiguas en las cuales los pilares de piedra donde descansan las arcosadas de torre han cedido y puesto el edificio en peligro. Tomando por ejemplo, un pilar ó columna de piedra, uno de una serie de columnas semejantes aguantando una serie de claraboyas ó techos; bien pronto podemos calcular el peso de pared y techo que tiene que sostener, el cual, desde luego, puede calcularse incluyendo el ancho de toda una nave, ó, más exactamente, mitad del peso del arco en cada lado. Si tomamos las dimensiones ordinarias de una serie de claraboyas, se encontrará que la nave mide 12 pies. Si consignamos la altura de la pared de las claraboyas sobre la vértice del arco 10 pies (que está bajo la marca), y el grueso de la pared a 3 pies, el contenido cubico será 360 pies, y calculando el peso del pie cubico en 140 lbs., el peso neto total de pared sin deducir la luz, será de 50,400 lbs., lo que cerca de 20 toneladas. A este hay que agregar las embocaduras sobre el capital de las columnas, juntamente con el peso del arco, que podemos calcular en otra tonelada. De manera que cada columna de piedra tiene que aguantar un peso muerto de cerca de 21 toneladas cuando menos. En una tabla de pruebas hechas en el Arsenal de Mahitown por el Departamento de Ordenanzas de Estados Unidos á petición de la Comisión para la edificación de los Edificios Públicos de Filadelfia por Mr. John M'Arthur, durante arquitecto, se demuestran varios resultados muy interesantes. Tomando primeramente la piedra caliza procedente de shoholmen, Pensilvania, la fuerza de trituración por pulgada cuadrada en la base era de 16,340 lbs., y en el extremo 14,090 lbs. Los cubos eran cada uno de 6 pulgadas. La piedra caliza de Indiana produjo una fuerza de trituración por pulgada cuadrada desde 7,190 á 8,630 lbs. en el extremo, y desde 7,775 á 8,320 lbs. respectivamente. Las piedras areniscas eran de maistown, Georgia, y de Ohio, Estados Unidos. La primera daba una resistencia de 12,810 lbs. en la base, y 13,160 lbs. en el extremo. La piedra arenisca amarilla, de la cual se probaron 20 muestras, dió en el extremo un promedio de 8,711 lbs., y en el desde 8,940 á 18,280 lbs.; y en la base dió un promedio desde 6,510 á 12,400 lbs. Algunas de estas empezaron á deshacerse 1,000 á 1,500 lbs. Al examinar la tabla, observamos que la piedra azul sustuvo considerablemente mas peso que la arenisca. Las muestras de mármol procedentes del condado de Montgomery, Pensilvania, demostraron una resistencia extraña: pulgada cuadrada de desde 9,590 á 13,700 lbs., el mármol procedente de Lee, Massachusetts; los resultados demuestran una resistencia de trituración de entre 20,500 á 29,900 lbs. La resistencia en todos estos casos era mayor en la base, y se ha dicho que las muestras grandes dieron una resistencia mayor proporcionada que la de las más pequeñas.

olvíando á ladrillos, encontramos que la resistencia de trituración por pie cuadrado varía entre 5,540 á 11,720 lbs. Estos eran ladrillos hechos á máquina y cocidos durante en Filadelfia; el promedio de seis de estos fue de 8,197 lbs. La resistencia de los ladrillos hechos á mano es de entre 10,970 á 20,880 lbs. por pulgada cuadrada. Pilares de ladrillos, construidos en cinco hileras, y de medio ladrillo cuadrado, perfectamente ligados y colocados elemento é cal, dieron los resultados siguientes: Los pilares se hallaban hecho hacia 15 meses, y sentados al aire. En las muestras de la primera grieta ocurrió cuando alcanzó una presión media de 864 lbs. por pulgada cuadrada ó sean 62,222 toneladas por pie cuadrado. En cemento, la primera quebradura apareció á un peso promedio de 1,567,56 lbs. ó sean 112,864 toneladas por pulgada cuadrada. Lo que se ha de obtener de estas pruebas es el primer sonido de quebradura se situó á una presión de 1,070 lbs. por pulgada cuadrada en los pilares montados con cemento. La primera grieta perceptible ocurrió á un promedio de 1,860 lbs.; la resistencia de trituración promedia fue de 1,360 lbs. y se produjo bajo cargas entre 960 á 2,070 lbs., ó á un promedio de 1,466 lbs. por pulgada cuadrada. Desde luego demuestra haber una cantidad de compresión mayor en las muestras de cal. La carga de seguridad no debe exceder una decima parte de su resistencia, de modo que si tomamos la primera indicación de ceder á 960 lbs. nos dará 96 lbs. como carga segura. De la línea incierta entre la primera grieta y la resistencia extrema, es claramente más seguro para el arquitecto que tome la primera indicación de fallo más bien que el límite de trituración. Los pilares de piedra de dimensiones ordinarias no exceden de 20 pulgadas de diámetro, ó una superficie de 314 pulgadas cuadradas, y si consignamos que la carga no debe exceder de 100 lbs. por pulgada, sería peligroso el cargarlos con cualquiera cosa parecida á la carga que hemos calculado. En todas estas pruebas de ensayos el tamaño del bloque es de un cubo generalmente; pero el arquitecto tiene que tener presente el prisma extendido del material.

El Fluido de Metales.

Hace ya veinte años desde que Mr. Tresca leyó una memoria ante el Instituto de Ingenieros Mecánicos en la junta de Paris, sobre "El Fluido de Metales." La memoria daba un epílogo de los resultados obtenidos de una serie de pruebas hechas con discos de plomo bajo compresión de varias maneras por el autor. Además expuso á pruebas semejantes discos de hierro dulce calentado y observó que en todos los materiales empleados para los ensayos su tendencia era invariablemente el fluir en la dirección de menor resistencia. Desde que se leyó esta memoria este asunto ha merecido la atención de otros, uno de los cuales es Mr. W. E. Ward, de los Estados Unidos. Leyó una memoria muy interesante ante la Sociedad de Ingenieros Mecánicos de America en la junta celebrada en su ciudad Atlantic en 1885, en la cual trataba sobre este asunto; y como esta y la discusion contenida en esta contiene algunos puntos de interés para todos los ingenieros, nos place ponerlos en conocimiento de nuestros lectores. Mr. Ward nos dice que las decisiones alcanzadas por Mr. Tresca daban alguna pequeña importancia á una fase desarrollada en una serie de pruebas hechas por él, hace veinticinco años, los primeros grados de las cuales envolvían una contienda tan voluminosa con el fluido de los metales como para completamente vencer el éxito de una máquina moderna que se diseñó y construyó para este objeto para encabezar cabos de tornillos de cabeza embutida y remaches en motrices sólidas. La disposición general de la máquina favorece el uso de movimientos de escafandra. Mr. Ward declara que cuando probó la máquina observó que el proceso de encabezar los cabos vuelcan las espiras en los dados que no se pueden sacar, y la aun más y más ser difícil todavía, seguida de la rotura de los dados mismos, aunque estos eran de 1/2 pulgadas de diametro por 1/4 pulgada de largo, y el alambre para los cabos no era mayor que alambre del calibrador número 3; sin embargo, con el templado mas cuidadoso fallaron á resistir la tensión lateral enveuila al encabezar los cabos de tornillos de cabeza embutida. La causa de la inconveniencia no se reveló claramente hasta que se hicieron un numero de cabos designados en una motrix que se había roto de esta manera, todo lo cual demostraba que la barba ó rebordo longitudinal fino de metal que se había forzado del costado de los cabos durante la operación de encabezar en á y á todo el largo de la fractura en el dado. El asunto entonces confrontado, "era si una fractura semejante podía ocurrir bajo la cantidad de presion necesaria para encabezar el cabo de un tornillo, y que un fluido lateral del metal siga dentro de la fractura, á menos que el metal trabajado estuviera sujeto á una ley que domina sustancias semejantes de toda consistencia material, bien sólida ó de fluido. De la evidencia suministrada por los resultados de los ensayos, parece haber solo una solución, que es la que como regla el movimiento de cuerpos sólidos, análogo al de líquidos bajo compresión, en algunos extremos definitivos reacciona en una barrera lateral á su movimiento con la misma persistencia—menos la diferencia en rozamiento—como se esfuerzan en la dirección longitudinal." Entonces procedió á tratar la solución que la rotura de los dados era debida al hecho que después que el cabo del tornillo había llenado el dado completamente, y que la presion aun continuada, y que el metal del cabo no podía fluir longitudinalmente, ejercía una presion lateral tan grande que causaba la rotura del