USO Y APLICACIONES DEL ACERO
ACERO EN LA CONSTRUCCIÓN
En la construcción de puentes o de edificios: El acero puede tener múltiples papeles. Sirve para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos. Permite igualmente formar el armazón de edificios, sean estos de oficinas, escuelas, fabricas, residenciales o polideportivos. Y también vestirlos (fachadas, tejados).En una palabra, es el elemento esencial de la arquitectura y de la estética de un proyecto.
En el sector de la automoción: Este sector constituye el segundo mercado acero, después de la construcción y las obras publicas.Chasis y carrocerÃas, piezas de motor, de la dirección o de la transmisión, instalaciones de escape, carcasas de neumáticos,.... el acero representa del 55 al 70% del peso de un automóvil.
En lo cotidiano: latas, botes, bidones. Numerosos envases son fabricados a partir de hojas de acero, revestidas en ambas caras de una fina capa de estaño que les hace inalterables. Denominados durante largo tiempo hierro blanco (debido al blanco del estaño), los aceros para envase se convierten en latas de conserva o de bebidas y también en botes de aerosol para laca, tubos para carmÃn de labios, botes, y latas o bidones para pinturas, grasas, disolventes u otros productos que requieren un medio hermético de conservación.
En el corazón de la conservación alimentaria: El acero no aleado, llamado al carbono, requiere una protección contra la corrosión: una capa de zinc y pintura para la carrocerÃas de automóvil, una capa de estaño y barniz para las latas de conserva o de bebidas. El inox, acero aleado al nÃquel y al cromo, puede permanecer desnudo: es inalterable en la masa. Platos, cazos, cuberterÃas.... el acero inoxidable resiste indefinidamente al agua y a los detergentes, es perfectamente sano y no altera ni el sabor ni el color de los alimentos.
En la comunicación:Los componentes electrónicos utilizados en la informática o en las telecomunicaciones, asà como los elementos funcionales del tubo de los televisores en colero, son piezas delicadas con exigencias particulares: por ello, se fabrican en aleaciones adaptadas a cada coso.
En la energÃa:El petróleo y la industria nuclear requieren infraestructuras, equipos y redes de conductos de fluidos muy especÃficos. El acero se muestra como un material clave en este mundo que, como la industria quÃmica, debe hacer frente a numerosos desafÃos: medios altamente corrosivos, altas temperaturas, condiciones mecánicas altamente exigentes.
Uso general del acero
ARKIPLUS.uso del acero [en lÃnea].< http://www.arkiplus.com/usos-del-acero>[citado en 7 denoviembre de 2015]
RINCON DEL VAGO .el acero y su uso [en lÃnea].< http://html.rincondelvago.com/el-acero-y-sus-aplicaciones.html>[citado en 7 denoviembre de 2015]
ETASA.uso acero construcción [en lÃnea].< http://www.etasa.com.mx/uso-del-acero>[citado en 7 denoviembre de 2015]
ANCON.uso cotidiano acero[en lÃnea].< http://www.ancon.co.uk/acera-de-ancon/el-uso-de-acero-inoxidable>[citado en 7 denoviembre de 2015]
DISCOVERY.el acero [en lÃnea].< https://www.youtube.com/watch?v=MEuiKkvCFaQ>[citado en 7 denoviembre de 2015]
ACERO EN ESTRUCTURAS
Aleación de hierro y carbono (éste último entre 0.5 y 1.5%). Lo que proporciona cualidades de maleabilidad, dureza y resistencia.
De los materiales comúnmente usados para fines estructurales, el acero es el que tiene mejores propiedades de resistencia, rigidez y ductilidad. Su eficiencia estructural es además alta debido a que puede fabricarse en secciones con la forma más adecuada para resistir la flexión, compresión u otro tipo de solicitación. Las resistencias en compresión y tensión son prácticamente idénticas y pueden hacerse variar dentro de un intervalo bastante amplio modificando la composición quÃmica o mediante trabajo en frÃo. Hay que tomar en cuenta que a medida que se incrementa la resistencia del acero se reduce su ductilidad y que al aumentar la resistencia no varÃa el módulo de elasticidad, por lo que se vuelven más crÃticos los problemas de pandeo local de las secciones y global de los elementos. Por ello, en las estructuras normales la resistencia de los aceros no excede de 2500 kg/cm2, mientras que para refuerzo de concreto, donde no existen problemas de pandeo, se emplean con frecuencia aceros de 6000 kg/cm2 y para presfuerzo hasta de 20000 kg/cm2. La continuidad entre los distintos componentes de la estructura no es tan fácil de lograr como en el concreto reforzado, y el diseño de las juntas, soldadas o atornilladas en la actualidad, requiere de especial cuidado para que sean capaces de transmitir las solicitaciones que implica su funcionamiento estructural.
Por ser un material de producción industrializada y controlada, las propiedades estructurales del acero tienen generalmente poca variabilidad. Coeficientes de variación del orden de 10 por ciento son tÃpicos para la resistencia y las otras propiedades. Otra ventaja del acero es que su comportamiento es perfectamente lineal y elástico hasta la fluencia, lo que hace más fácilmente predecible la respuesta de las estructuras de este material. La alta ductilidad del material permite redistribuir concentraciones de esfuerzos. Las extraordinarias cualidades estructurales del acero, y especialmente su alta resistencia en tensión, han sido aprovechadas estructuralmente en una gran variedad de elementos y materiales compuestos, primero entre ellos el concreto reforzado y el presforzado; además en combinación con madera, plásticos, mamposterÃa y otros.
La posibilidad de ser atacado por la corrosión hace que el acero requiera protección y cierto mantenimiento en condiciones ambientales. El costo y los problemas que se originan por este aspecto son suficientemente importantes para que inclinen la balanza hacia el uso de concreto reforzado en algunas estructuras que deben quedar expuestas a la intemperie, como puentes y ciertas obras marÃtimas, aunque en acero podrÃa lograrse una estructura más ligera y de menor costo inicial.
VENTAJAS DE SU USO
Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en para el diseño de vigas de grandes claros.
Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.
Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente.
Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando asà fallas prematuras.
Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energÃa en grandes cantidades se denomina tenacidad.
Otras ventajas importantes del acero estructural son:
.Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.
.Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
.Rapidez de montaje.
.Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.
.Resistencia a la fatiga que el concreto.
.Posible reutilización después de desmontar una estructura.
DESVENTAJAS DE SU USO
Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.
Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios. Además se ha comprobado que por su gran capacidad de conducir calor ha provocado la propagación de incendios, elevando la temperatura de habitaciones donde no hay flamas o chispas de ignición mas por el alto calor conducido ha logrado inflamar otros materiales usuales como madera, tela y otros
Susceptibilidad al pandeo. Es decir entre más esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rÃgidas las columnas contra el posible pandeo. Sin embargo cabe la posibilidad de usar perfiles que tengan dentro sus propiedades grandes momentos de inercia abundando a mitigar esta desventaja.
Algunos Otros Usos del Acero:
El acero en sus distintas clases está presente de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana.
Este se presenta en forma de herramientas y utensilios para el desarrollo y trabajo en diferentes campos que van desde la medicina, la mecánica automotriz hasta la agricultura y muchos más, además en equipos mecánicos y formando parte de electrodomésticos y maquinaria en general.
También esta presente como uno de los principales materiales de consumo por parte de los astilleros, pues en grandes medidas los barcos, botes y otros tipos de embarcaciones se forman de acero.
Otro campo que hace gran uso de este material es la industria de guerra, en la fabricación de armamento, trasportes y de blindajes
El gran éxito del acero se basa en las relativas ventajas que presentan en cuanto a las propiedades como la conductividad de calor y corriente, asà como su resistencia a distintos esfuerzos y quizás uno de los factores más influyente en su éxito en cuanto a la gran gamma de usos y participación en diferentes campos es su relativamente bajo costo en comparación con materiales que puedan tener mejores propiedades o no.
Tipos de aleaciones de acero usadas en la construcción
El acero, en ingenierÃa metalúrgica, es una fusión de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,075% en peso de su composición, según su grado. Sin embargo, esta composición metálica ha sido sometida a nuevos procesos de aleación con otros metales o metaloides, buscando mejorar sus caracterÃsticas para una mejor aplicabilidad, en base a la función que se desee practicar con este material en la industria de la construcción actualmente.
Asimismo, como parte de esta búsqueda por variar los tipos de aceros, los elementos añadidos por lo general, son: nÃquel, cromo, vanadio, molibdeno, magnesio, silicio, tungsteno, cobalto, aluminio, entre otros; consiguiendo con ello aumentar o reducir sus niveles de resistencia y elasticidad, para incrementar las formas en que se puede aplicar este metal en la ingenierÃa contemporánea. Por consiguiente, se presentan a continuación una breve clasificación de los más utilizados:
Aceros al nÃquel
Son inoxidables y magnéticos, y adquieren una carga de rotura y el lÃmite de elasticidad, alargamiento y resistencia al choque, disminuyendo las dilataciones por efecto del calor; cuando tienen entre el 10% al 15% del nÃquel, se mantienen templados aún si se los enfrÃa.
Aceros al cromo-molibdeno
Son los más sencillos de trabajar con máquinaria pesada y herramientas, y se emplean cada vez más en construcción, tendiendo a la sustitución del acero al nÃquel. Entre los más corrientes son los de carbono al 0,10%, el cromo al 1%, el molibdeno al 0,2%; y el de carbono 0,3%, cromo 1% y molibdeno 0,2%.
Aceros al cromo
Tienen mayor dureza y penetración del calor, por lo que pueden ser templados al aceite. Son utilizados para la fabricación de láminas por su gran resistencia, ya que tienen de 1,15% a 1,30% de carbono y de 0,80% a 1% de cromo.
Aceros al cromo-nÃquel
Su uso es más corriente que el primero, y se utilizan como aceros de cementación, con una proporción de carbono al 0,10%, de cromos al 0,70% y nÃquel al 3%; y uno de sus usos corrientes serÃa el que tiene carbono 0,30%, cromo 0,7% y nÃquel 3%.
