El acero como material estructural

El acero como material estructural

     El acero estructural es uno de los materiales básicos utilizados en la construcción, ya sea para edificios industriales y comerciales, así como también para puentes y muelles. De hecho, el acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado, de modo que combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones de muchos métodos, ya que sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico o mediante aleaciones, según Leopoldo Garrido (1970): los aceros son aleaciones de hierro y carbono, en las cuales el porcentaje de carbono está comprendido entre el 0.01% y                               1.7%. Cada uno de estos porcentajes, unido a la       presencia de otros porcentajes de otros metales y metaloides, les confiere                               al acero propiedades perfectamente diferenciadas (p.55). Así pues, es preciso destacar su importancia y de allí desarrollar un conjunto de premisas que permiten destacar y seguir promoviendo el acero como materia estructural, puntualizando sus características más sobresalientes y las ventajas o beneficios que estas arrojan.

Características del acero estructural

      El acero, debido a sus propiedades, es una de las alineaciones más utilizadas por el hombre en diferentes campos, como por ejemplo, en la construcción. Al mismo tiempo, los materiales que lo componen son muy abundantes en el planeta, lo cual es un aspecto bastante relevante para optimizar su utilización y además evaluar cada una de sus propiedades, reflexionando sobre ellas.

·         Su densidad media es de 7.850 kg/m-3.

·         Su punto de fusión depende del tipo de aleación. El acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión alrededor de los 1375 °C (2500 °F). En particular, el acero rápido funde a 1650 °C.

·         Su punto de ebullición esta alrededor de los 3000 °C (5400 °F).

·         En cuanto su tenacidad, podemos decir que es bastante especial, ya que resulta muy optimo en aleaciones usadas para fabricar herramientas. La tenacidad a la fractura del acero define su capacidad a soportar cualquier solicitación exterior sin que se origine ningún tipo de fractura en el interior del material.

·         Ductilidad: Es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión.

·         La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos. Como dato importante, los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros con escalas definidas.

·         Tenacidad: Es la propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades. El acero estructural es notablemente tenaz.

·         La corrosión: Se puede decir que es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente, los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien, existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción aptos para interperie o los aceros inoxidables.

·         Conductividad: El acero posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición que es aproximadamente de 3x10⁶ S m-1.

·         Su elasticidad, es muy alta. En un ensayo de tracción, el acero al estirarse antes de llegar a su límite elástico vuelve a su condición original.

·         Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y comprensión y lo soportan por la contribución química que poseen.

·         Soldabilidad: El acero es un material que se puede unir por medio de soldadura y gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas.

·         Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos, se les puede dar cualquier forma deseada.

·         Trabajabilidad: El acero tiene la propiedad de cortarse y perforarse a pesar de que es muy resistente y aun así, sigue manteniendo su eficacia.

      Por otra parte, es de vital importancia señalar y definir la utilización del acero estructural en el ámbito de la construcción. Así tenemos:

      El acero estructural es uno de los materiales más usados para la construcción de estructuras en el mundo. Se produce en una amplia gama de formas y grados, lo que permite una gran flexibilidad en su uso. Por lo cual, efectivamente, es el material más fuerte y más versátil disponible para la industria de la construcción. Además, posee una alta resistencia/peso, posee uniformidad ya que sus propiedades no cambian apreciablemente, y también posee facilidad en la construcción y para la modificación de estructuras ya que se adaptan bien a las posibles ampliaciones, lo cual, permite optimizar su uso en tipos de construcciones como: edificios industriales y comerciales, puentes de grandes claros, muelles y en estructuras con malas condiciones de cimentación. 

      Para finalizar, es preponderante acotar los beneficios y/o ventajas que proporciona el acero en la construcción y sus principales concepciones.

·         Tiene una gran firmeza: La gran firmeza del acero por la unidad de peso significa que el peso de las estructuras se hallara al mínimo, esto es de mucha eficacia en puentes de amplios claros.

·         Su durabilidad permite que las estructuras posean mayor solidez y firmeza, mientras que el mantenimiento de esta sea el más adecuado.

·         La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras.

·         Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad, lo cual es una gran ventaja para o en la construcción.

·         El acero estructural posee resistencia a la fatiga del concreto.

·         Preserva una gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.

·         Tiene la posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.

·         Contiene rapidez de montaje.

·         Su capacidad de laminación es considerable y en gran cantidad de tamaños y formas.

·         Proporciona su reutilización después de desmontar una estructura.

·         Otras de sus ventajas es la gran resistencia a tensión y compresión y costo razonable. Del mismo modo, el acero estructural puede laminarse económicamente en una variedad de formas y tamaños sin un cambio apreciable de sus propiedades físicas. Además, resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado. 
         
        El acero durante los últimos tiempos de desarrollo ha logrado hasta incrementar su consumo y cantidad de usos, esto por sus características que le permiten ser un material óptimo para campos como la construcción, industria de maquinaria en general y la industria bélica entre otras. Principalmente las características que lo han llevado a este éxito como material de uso en la construcción son las relativamente altas capacidades de transmitir calor, corriente, su bajo peso, y las capacidades ante la aplicación de esfuerzos de tensión (tracción), compresión y cortante. Además de esto el acero acumula dentro de sus ventajas que la mayoría de propiedades se mantienen constantes con los años siempre y cuando se le brinde los cuidados adecuados. Además el acero en la construcción generalmente se combina con otros materiales para obtener los mejores resultados en cuanto a capacidad se refiere tanto como a acabados arquitectónicos (Rojas, 2007).

      Para concluir, es de vital importancia resaltar que el acero y su optima utilización en las estructuras y la construcción, revela un avance necesario en dichos campos, promoviendo así nuevas y mejores técnicas que aumentan su auge en Venezuela y en todo el mundo, siendo un material verdaderamente sugestivo a utilizar.

Referencias:

Garrido, L. (1970). Diseño de estructuras de acero. MERIDA: MERIDA, UNIVERSIDAD DE LOS ANDES,                                              FACULTAD DE INGENIERÍA, CONSEJO DE PUBLICACIONES, VENEZUELA.

Rojas, G. (2007). Estructuras de acero. Escuela de Ingeniería en Construcción / Instituto Tecnológico de Costa Rica. Recuperado de: http://estructurasacero.blogspot.com.