Aplicaciones de la plancha de plomo

 

DIVERSAS APLICACIONES DE LA PLANCHA DE PLOMO

 Por M. Álvarez

La plancha de plomo se utiliza desde hace mucho tiempo en construcción como material para elementos de acoplamiento y reparto de cargas, aprovechando la fluencia del plomo a temperatura ambiente bajo la acción de cargas moderadas.

El grado de fluencia del plomo bajo carga aumenta cuando ésta lo hace, mientras que disminuye y al hacerlo la relación entre la superficie de la misma.  El plomo tiende a comportarse, en teoría, como lo hacen los otros materiales, en el sentido de que si una lámina es suficientemente delgada, resistirá una fuerza prácticamente infinita aplicada regularmente a sus dos caras.  Resulta imposible que una lámina de plomo presionada entre dos superficies planas sufra una deformación importante, rebasando los límites de aquellas. La lámina de plomo no disminuye su espesor en forma  importante. La fluencia del plomo a temperatura ambiente varía con su composición. Algunas veces se utiliza plomo con antimonio para fines especiales en la construcción de estructuras.

La aplicación más sencilla de las placas de asiento de plomo consiste en prevenir o evitar el deterioro de los bordes, o cualquier otro daño, cuando una carga vertical se transmite entre dos elementos de la estructura cuyas caras de contacto están acabadas irregularmente.

También se utiliza, aunque dichas superficies sean lisas y regulares, para evitar una excentricidad en la transmisión de la carga.

Piénsese en una viga de hormigón que apoya en una superficie del mismo material, siendo ambas caras muy rugosas. En tal caso, aunque se haya calculado que la carga se distribuirá en determinada superficie, la realidad es que solamente repercute sobre los puntos más salientes de la misma, que son los que realmente hacen el contacto, y que, en consecuencia, resultarán sobrecargados.  Una placa de asiento formada por una plancha de plomo cuyo espesor sea, como mínimo, el de la altura de las mayores rugosidades o salientes, actuará repartiendo la carga uniformemente en toda la superficie. Al principio, la carga total aplicada a la plancha será la transmitida por las partes más sobresalientes, que se hundirán en ellas, deformándola algo. A medida que el plomo se deforma, y el asiento entre ambos elementos de la estructura a va afirmando, el área de contacto aumenta y las presiones unitarias sobre el plomo disminuyen, alcanzándose la situación estable cuando el contacto entre vigas y el plomo es total a lo largo y ancho de toda la superficie de asiento. Con tal de que la carga sobre el plomo, cuando se alcanza esta situación, sea menor de 4000 kN/m2, no tendrá lugar fluencia posterior.

A veces se utilizan bandas de plomo con fines similares a los que se acaban de describir, como precaución para evitar excentricidades de cargas en los bloque de piedra que forman el revestimiento de muros, cavidades, arcos, etc. En este tipo de obra, puede ocurrir que por la forma de realizarse la unión entre los bloques de piedra y la obra el peso muerto sea soportado exclusivamente por la piedra misma, que pudiera no tener suficiente resistencia a la comprensión. En tal caso se insertan bandas de plomo de unos 3 mm. de espesor en las juntas horizontales y a intervalos determinados. Igual que en el caso anterior, las bandas de plomo soportarán perfectamente presiones de 4.000kN/m2.

Otra aplicación interesante del plomo como elemento de acoplamiento y reparto de carga en la construcción, consiste en conseguir una igualación de cargas entre varias columnas sobre las que se apoya una viga horizontal. Supóngase que hay 5 columnas, y que las partes superiores, sobre las que debe apoyar la viga, no estén exactamente al mismo nivel, cosa más que frecuente. En tal caso, al colocar la viga descansaría únicamente sobre las dos columnas más altas, aunque se haya calculado repartir la carga entre las cinco.
Se conseguirá un reparto equilibrado de la carga. Colocando una placa de asiento de plomo en la parte superior de la columnas, debiendo ser el espesor de la plancha algo superior a las diferencias de altura de las columnas. En cuanto a la superficie de la placa se calculará de forma que la presión máxima que haya de soportar no exceda de 47.000 kN/m2. A partir de este momento, no se produce fluencia alguna de consideración. Aunque se cometiera un error de cálculo, y una o dos placas fueran sometidas a una presión muy intensa y llegara a adelgazarse sensiblemente, su capacidad para aguantar la presión aumentaría de tal forma, que el plomo no se deformaría ni rebasaría la zona de asiento.

Una tercera aplicación del plomo como elemento de acoplamiento y reparto de cargas completamente diferente a las anteriores, se refiere a las juntas de expansión o dilatación que se utilizan para hacer frente a las contracciones y dilataciones de puentes y otras grandes estructuras. En tales casos, además del efecto de comprensión del plomo ya descrito, ha de  hacerse frente a un movimiento relativo entre las dos superficies en las que se coloca la placa de asiento. De esta forma se aprovecha la capacidad del plomo para fluir bajos esfuerzos de cizalladura, influyendo en la cuantía de estas fuerzas la fricción existente entre el plomo y las piezas que se mueven. Por ejemplo, si las superficies entre las que está colocado el plomo fueran de acero, cosa bastante frecuente, ocurriría algo muy similar al comportamiento de un cojinete mecánico en el que un eje de acero se desliza por frotamiento contra una aleación de plomo blando. Sin embargo, este empleo tradicional del plomo es raramente utilizado, hoy en día, ya existen sistemas más sofisticados.

INSONORIZACIÓN

El plomo, debido a su densidad y falta de rigidez, es una barrera contra la transmisión de sonido mucho más eficaz que la que pueda brindar cualquier otro tipo de plancha utilizada en construcción.

Una barrera contra la transmisión de sonido, ya sea muro, tabique, piso o techo, responde a dos características para reducir el sonido. En general, existe  una ley de masas, que relaciona la relación del sonido que se consigue con la masa por unidad de superficie de elemento aislante. Cuanto mayor  masa por metro cuadrado tenga la barrera en cuestión, mejor será el aislamiento conseguido. Así mismo, el nivel de aislamiento aumenta a medida que lo hace la frecuencia del sonido. Esto dicho, hay que aceptarlo con ciertas matizaciones siendo la más importante, que la rigidez del material empleado da origen a un efecto comparable a la resonancia, que puede afectar sensiblemente a la eficacia del aislamiento. Este fenómeno supone una rebaja de la capacidad aislante cuando se trata de ciertas frecuencias, y puede minimizar el efecto que se conseguirá aumentando el peso del aislamiento, ya que esto conlleva un aumento paralelo de la rigidez. Ahora bien, si se añade plancha de plomo a la barrera en cuestión para hacerla más pesada, no se incrementa la rigidez al mismo tiempo , con lo que se saca el mayor partido al aumento del peso. Por ejemplo: la rigidez de un contrachapado de madera reforzado con plomo es menor que la de un contrachapado de madera sólo de mayor espesor y un peso equivalente.Las propiedades insonorizantes de algunos materiales se pueden ver en el gráfico. Comparando las curva A,B y C relativas a paneles de contrachapado, y contrachapado y plomo, Las propiedades insonorizantes de algunos materiales se pueden ver en el gráfico. Comparando las curva A,B y C relativas a paneles de contrachapado, y contrachapado y plomo, Las propiedades insonorizantes de algunos materiales se pueden ver en el gráfico. Comparando las curva A,B y C relativas a paneles de contrachapado, y contrachapado y plomo, Las propiedades insonorizantes de algunos materiales se pueden ver en el gráfico. Comparando las curva A,B y C relativas a paneles de contrachapado, y contrachapado y plomo,   GRAFICO 2

Las propiedades insonorizantes de algunos materiales se pueden ver en el gráfico. Comparando las curva A,B y C relativas a paneles de contrachapado, y contrachapado y plomo, puede verse que, utilizando contrachapado más delgado y completando el peso del mismo con plancha de plomo, la frecuencia de resonancia aumenta, lo que indica una reducción de la rigidez, Así, mientras la resonancia se produce en el panel A del contrachapado alrededor de 1250 Hz, una gama muy frecuente, en el caso del panel B, de plomo y contrachapado , la resonancia se produce a 4.000 Hz y para el C queda fuera del gráfico. Para el panel D formado por dos paneles del tipo B separados 25 mm, la curva muestra una caída del índice del aislamiento a 160 Hz, causada por la resonancia  en la separación entre paneles. Debido a que la separación es pequeña y que la fijación de los dos paneles proporciona cierta rigidez a conjunto, el panel D se comporta a frecuencias elevadas prácticamente como si se tratarse de uno simple, haciéndose sentir los efectos de esa rigidez a 2.500 Hz, la curva del panel E demuestra que el relleno de fibra de vidrio rebaja la frecuencia de resonancia, sin embargo, debido a la poca separación entre ambos paneles la eficacia del tipo E queda aún lejos de lo optimo. Que sería alcanzable si las dos partes se comportaran como una barrera perfecta. La curva F correspondiente al panel doble, muestra que el índice de reducción del sonido se aproxima mucho a lo óptimo teórico para este tipo de aislamiento. Se trata de un índice de insonorización francamente elevado, y , excepto para frecuencias muy bajas, los efectos conseguidos serian equivalentes a los proporcionados por un muro de ladrillo de 220 mm de espesor.

En general, la aplicación de la plancha de plomo para insonorización no requiere una preparación especial, pero cuando se trate de divisiones mediante tabiques en construcciones ya existentes es aconsejable contar con un buen asesoramiento.

Para conseguir un buen aislamiento acústico conviene fijar las planchas de plomo a los tabique con grapas; de esta forma no se flexarán y arrugarán  excesivamente, trabajando así de manera más efectiva.

Se conseguirán mejores resultados distribuyendo el peso total del plomo en dos láminas en lugar de hacerlo en una sola.

No debe de olvidarse que el aislamiento más efectivo puede resultar inútil si existen agujeros o discontinuidades aunque sean pequeñas.

Cuando sea necesario emplear más de un plancha de plomo, por razón de tamaño, deben de  proveerse solapes amplios entre ellas, y hacer que las juntas se mantengan bien unidas y con cubrejuntas adecuados.

La transmisión del sonido aéreo entre habitaciones o espacios adyacentes no se hace solamente a través de los tabiques o muros de separación, ya que el techo, suelo y paredes constituyen también caminos secundarios de transmisión del sonido, siempre en el caso de que exista una continuidad en las estructuras. En forma muy particular es  necesaria una atención especial cuando el tabique divisorio se ha construido para dividir un espacio en cuyo techo existan conducciones de aire acondicionado o  similares.  En tal caso, el sonido aéreo se transmitirá fácilmente por la zona del techo, minimizando el efecto del tabique aislante. Se evitará esto utilizando plancha de plomo en la zona del techo.

PROTECCIÓN CONTRA RADIACIONES

La elevada densidad el plomo hace del mismo un material muy adecuado pata la protección contra cualquier tipo de radiación peligrosa. Su empleo en este campo se extiende a contenedores o recipientes de plomo fundido para material radiactivo, o ladrillos de plomo prensado para protección de laboratorios y a plancha laminada para revestimiento de paredes u otros elementos.

El empleo de la plancha de plomo para forrar habitaciones puertas o tabiques resulta indicado en locales destinados a radiografía o radioterapia, tanto en clínicas y laboratorios como en fábricas. El grado de protección depende del espesor de la plancha que se utilice, y las exigencias estarán de acuerdo con el tipo de radiación a la que ha de hacer frente. Cuestiones tales como el dimensionado y distribución de la plancha de plomo deben resolverse con el concurso de un radiólogo o físico especializado.

El revestimiento es preferible hacerlo a base de paneles preformados y son más efectivas las construcciones a base de acero chapado de plomo. Contrachapado de madera revestido de plomo etc. Que otros procedimientos más simples y rápidos. En general, existen empresas especializadas en este tipo de trabajos.

En caso de que el trabajo de protección contra las radiaciones se haga por personal no especializado en este tipo de tareas, debe cuidarse la continuidad del revestimiento en puntos muy determinados, tales como juntas y cierres de puertas. El plomo debe asegurarse muy firmemente a la superficie que se está recubriendo. El límite de dimensión de los paneles debe venir impuesto, preferentemente, por razones de peso y de facilidad de manejo. el problema de dilatación es insignificante, dado que el tipo de instalaciones de que se trata, generalmente situadas en el interior de edificio. Si hubiera que aislar un techo, resulta más fácil aislar el piso de las habitaciones superiores, evitándose problemas complicados de sujeción.

REVESTIMIENTO DE PILAS, FREGADEROS Y BANCOS

Se instalan pilas o fregaderos revestidos de plomo en laboratorios químicos y fotográficos y en talleres de recarga y mantenimiento de baterías. Para conseguir una elevada resistencia a la corrosión, se emplea plomo de calidad química. Las uniones en el revestimiento se hacen utilizando soldadura de estaño.

En general, los recipientes en cuestión son de dimensiones reducidas , de modo que el corte y el plegado de la plancha de plomo puede hacerse en el banco y con  y con soldaduras planas a tope. Si el revestimiento ha de hacerse in situ, el modo de trabajar dependerá de la forma y tamaño del recipiente.

Las salidas o desagües se hacen  soldando un tubo de plomo a la plancha de revestimiento mediante una soldadura plana solapada. Si la salida tiene un sifón, el tubo de cobre pasa a través de un accesorio de latón, soldándose a él de modo que pueda hacerse una conexión a rosca, si un sifón de plomo, tiene por razones de corrosión, una protección de plomo antimonio, la tubería de plomo se suelda directamente a accesorio.

En los talleres de baterías es normal cubrir los bancos de trabajo con planchas de plomo, como protección contra el ácido sulfúrico. Se recomienda un espesor mínimo de de 2,5 mm. ya que están expuestos a rozamiento y a los golpes. Este mismo espesor es adecuado para revestir los recipientes que se utilicen.

REVESTIMIENTOS DE ESTANQUE Y FUENTES

Se utiliza la plancha de plomo para el revestimiento de estanques y fuentes ornamentales, a modo de membrana impermeabilizante. Tales revestimientos pueden ser vistos u ocultos. Si el revestimiento queda oculto por terrazos, azulejos o similares, el plomo debe cubrirse con asfalto o plástico para evitar la corrosión producida por los elementos alcalinos del cemento u hormigón.  Igualmente, hay que proteger las tuberías de plomo . Si el revestimiento es visible, habrá que tomar las medidas normales contra la dilatación producida por los cambios de temperatura. Si el estanque se encuentra al aire libre, resulta práctico que el revestimiento de plomo sobrepase el mínimo imprescindible del nivel normal del agua.

CONFORMADO Y BATEADO DEL PLOMO

Se trata de una técnica para dar forma a las planchas de metal maleable, en este caso de la plancha de plomo.

Las herramientas que se utilizan son generalmente de madera dura, que se han ido diseñando a medida que el oficio lo ha ido requiriendo. En la actualidad se utilizan herramientas similares a las primitivas pero de plástico duro. El conformado y bateado del plomo requiere de mucha destreza, pues puede resquebrajarse o disminuirse el grosor d forma considerable.

El plomo a temperatura ambiente, se encuentra a 300 ° C por debajo de su punto de fusión, comportándose por ello en muchos aspectos a temperatura ambiente como otros metales a temperaturas más elevadas. Se entiende así  que la maleabilidad del plomo sin necesidad de calentamiento alguno, es excepcional. Lo que le hace ser el metal más adecuado para adaptarse a las más diversas formas por bateado o conformado, utilizando herramientas manuales.

La excepcional maleabilidad del plomo se debe a las siguientes propiedades:

  • Es el metal más blando entre los de uso común
  • Es muy dúctil, de forma que puede deformarse con facilidad y poco esfuerzo sin peligro de rotura
  • No endurece por trabajado de modo apreciable, recuperando rápidamente sus cualidades primitivas a temperatura ambiente; esto ocurre con mayor facilidad en tiempo cálido.

Todas estas propiedades del plomo explican que puede conformarse rápidamente por bateado con herramientas normales, sin calentamiento alguno y sin que se produzcan grietas, rotura o fragilidad en el metal.

La maleabilidad, y como consecuencia, la facilidad para ser conformado, varía bastante con la composición química y tamaño de grano del material que se trate. A mayor pureza del plomo, mayor maleabilidad. No obstante no debe existir dificultad en trabajar cualquier tipo de plomo que se adapte a la norma UNE 37-201-77.

Un plomo que contenga algo de telurio, puede endurecerse, de forma que requiera  algo de calor para recuperar las cualidades primitivas, pero este es un caso excepcional. El plomo duro, es decir, el plomo-antimonio, no es suficientemente maleable para ser tratado según el procedimiento normal.

Un operario especializado puede trabajar la plancha de plomo, dándole las formas más complicadas y variadas, pero en la práctica normal, hay que conseguir la forma deseada sin llegar a un debilitamiento excesivo del espesor de la plancha. Debe tomarse la precaución  de que haya siempre un exceso o sobremedida de la plancha que va a ser trabajad, recortándose luego el sobrante, para evitar adelgazamientos peligrosos.

SOLDADURA

Hoy en día se emplea normalmente la soldadura como una alternativa del conformado para conseguir las formas más diversas en la construcción de cubiertas y elementos de protección de edificios.

Como tantas otras especializaciones, el aprendizaje de la soldadura de plomo exige la asistencia de un monitor. Se requiere para esta práctica, amplia práctica, ingenio, habilidad manual  y conocimientos de los metales con los que se trabaja. Cualquier soldadura va a desempeñar una labor fundamental, pues se hacen precisamente para  ella dar continuidad a la plancha uniéndola fielmente con otra dejándolas así como una sola. Muchas veces las soldaduras son imprescindibles para conseguir la perfecta estanqueidad. Deben, por tanto, se fiables y cuando se realizan no perjudicar la plancha por ejemplo, por los excesos de calor.

La plancha de plomo se suelda con estaño al 33% previa limpieza con esterina. Se suele recurrir también al emplomado que consiste en fundir el plomo de las dos partes a unir con un alambre de cobre al rojo, de tal forma que se va punteando chapa contra chapa, si bien para este trabajo hay que estar muy entrenados, en cualquier caso se debe reforzar posteriormente con estaño.

Es esencial que los bordes a unir y las caras que se van a soldar se limpien a fondo, cuando se trata de soldar superficies solapadas, no debe descuidarse el pulimento de las partes en contacto, debe evitarse la manipulación de las superficies ya preparadas. Hay que huir de los fundentes o grasas.

Debe de procurarse una soldadura que penetre bien en el material, pero sin exceso, una penetración inadecuada es consecuencia, en general, de haber utilizado una boquilla demasiado pequeña, que da una llama con temperatura insuficiente, o haber avanzado demasiado rápidamente entre pasadas sucesivas.

Por el contrario, la sobrepenetración puede deberse a un avance demasiado lento, o a una llama con temperatura excesiva.

El sobreespesor de una soldadura debe ser de aproximadamente un tercio de la plancha que se está soldando.

Debe de evitarse siempre que la llama, por exceso de penetración produzca una mordedura en la plancha, ya que esto reduce el espesor del metal adyacente a las soldaduras, y tiene difícil remedio. Puede originarse por dirigir la llama hacia la plancha en lugar de hacerlo hacia la soldadura, y deben tomarse precauciones particulares cuando se trabaja al aire  libre si hay viento  fuerte que puede desviar la llama. Si se mantiene la llama demasiado tiempo sobre la soldadura, hay que tener especial cuidado cuando se trata de superficies inclinadas o verticales, en las que las planchas no bien sujetas son particularmente sensibles al calor, pudiendo deformarse con facilidad. Lo mismo ocurre si la llama se aproxima lentamente de modo titubeante.

Es fundamental un buen conocimiento de la regulación de la llama del soplete; éste, cuando se trata de soldadura de plomo, es más pequeño que el utilizado para otros tipos de soldadura. Pueden emplearse varias mezclas de oxigeno con otros gases, pero normalmente se usa oxiacetileno. Puede resultar práctico utilizar propano mezclado con aire, con una boquilla especial para ciertas soldaduras sencillas.