Fabricación y Tipos de Acero: Procesos, Estructuras y Aplicaciones

Diferencias entre Hierro y Acero

El hierro es un compuesto férrico con un contenido de carbono de aproximadamente 0,03%. Es poco resistente y tiene pocas utilidades. Los tipos de fundiciones de hierro más comunes son la blanca y la gris.

El acero, en cambio, es una aleación de hierro con carbono y otras impurezas como azufre y fósforo. Se fabrica en altos hornos a partir de la fusión del mineral de hierro, obteniéndose el arrabio.

Procesos de Conformado del Acero

Laminado

El laminado es un proceso de conformado en caliente que se realiza en grandes trenes de laminado, de forma progresiva y en varias pasadas. Mediante este proceso se consiguen perfiles, chapas, redondos y barras.

Forjado

El forjado se puede realizar con martillo o con prensa.

Trefilado

El trefilado consiste en dar forma a una varilla o cinta metálica tirando de ella a través de un molde o matriz para que quede reducida a un hilo. Se realiza reduciendo gradualmente el diámetro o para formar un tubo.

Moldeado

Tipos de Aceros para Estructuras

• Aceros no aleados en caliente: Sin características especiales de resistencia mecánica ni a la corrosión.
• Aceros con características especiales:
  • Aceros conformados en frío (H): Conformado en frío, con características especiales relativas a la sección y a la resistencia mecánica.

Perfiles Laminados

Los perfiles laminados se conforman en caliente mediante trenes de laminación. Pueden tener diferentes secciones:

• Rectangular: Fleje, pletina, llanta.
• Cuadrangular.
• Circular.
• Perfiles en L (LPN).
• Perfiles en U (UPN).
• Perfiles en T (TPN).
• Perfiles en doble T (IPN, IPE, HEB).

Perfiles Laminados en Frío

Los perfiles laminados en frío incluyen:

• Chapas: Pegaso, ondulada, trapezoidal, antideslizante.
• Tubos: Rectangular, redondo, cuadrado.

Estructuras Metálicas

Una estructura es un conjunto de elementos unidos entre sí, colocados en distintas posiciones para soportar cargas y que no sufran deformaciones.

Materiales Utilizados en Estructuras

• Chapas y perfiles.
• Perfiles huecos.
• Materiales de aportación: Tornillos, tuercas y arandelas.

Cargas en las Estructuras

Las cargas son el conjunto de fuerzas externas que actúan sobre la estructura. Pueden ser debidas a acciones gravitatorias, viento, térmicas, geológicas, sísmicas o del terreno. Se clasifican en:

• Carga permanente: Peso propio de la estructura.
• Sobrecarga: Carga que puede variar a lo largo del tiempo. Se subdivide en sobrecarga de uso y sobrecarga de nieve.

Esfuerzos en las Estructuras

• Tracción.
• Compresión.
• Cizalladura.
• Flexión.
• Torsión.
• Pandeo.

Tipos de Estructuras

• Pórticos: Empotrados y articulados.
• Edificios de varias plantas.
• Estructuras especiales, armaduras en cubierta: Techumbre y correas.

Componentes de las Cubiertas

• Techumbre: Parte de la cubierta que cierra el edificio por la parte superior, que apoya en las correas y soporta su peso.
• Correas: Vigas que soportan la techumbre y que a su vez apoyan sobre las cerchas.
• Cerchas: Parte principal de las cubiertas. Están formadas por una estructura triangular.

Partes de una Cercha

• Par.
• Tirantes.
• Montante.
• Pendolón.
• Diagonales.
• Nudo.

Pilares

• Pilares simples de varios perfiles.
• Perfiles y chapas.
• Armados de chapas.
• Compuestos con presillas.

Vigas

• Alma llena simples.
• Alma llena de varios perfiles.
• Alma llena reforzada.
• Vigas armadas.
• De alma aligerada.
• Celosía.

Tipos de Apoyo de Vigas

• Rígidos.
• Móviles.
• Articulados.
• Empotrados.