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¿Qué es el acero y para qué sirve? ¡Descubre su importancia en la construcción!

¿Qué es el acero? Antes de contestar esta pregunta, te pedimos que hagas un poco de memoria: sí, seguramente has visto un sinfín de construcciones elaboradas con este material, no solo en los lugares por los que sueles transitar diariamente, sino también en diferentes regiones de tu país y hasta en diversas partes del mundo.

A nivel químico, el acero es una aleación de hierro con un porcentaje de carbono, cuyas propiedades lo hacen perfecto para la construcción. Sin embargo, sus aplicaciones no terminan ahí. Y es que se trata de uno de los materiales más utilizados por la sociedad moderna en todo tipo de industrias, gracias a sus diversas características.

De estas manera, podemos decir que el acero es un materia prima que se utiliza para la construcción de casas, oficinas; recintos industriales, comerciales, deportivos o de recreación; carrocerías, muebles, electrodomésticos, herramientas, utensilios de cocina y una gran cantidad de obras públicas y privadas en las que realizamos nuestras actividades cotidianas.

¿Cuál es la historia del acero?

Para entender qué es el acero y su importancia en el mundo hay que conocer su historia. Todo comienza en la edad de hierro, pero no en su etapa temprana, que inició alrededor del siglo XII antes de cristo (año 1200 a. C.), sino más tarde, cuando se descubrieron nuevos métodos para la extracción de este mineral y, por consiguiente, un mejor hierro forjado, alrededor del año 1000 antes de Cristo.

Como es bien sabido, el hierro no se puede encontrar puro en la naturaleza debido a que se oxida ante la presencia del oxígeno en el aire. Por esta razón solo se halla en su forma de óxido de hierro, motivo por el que los procesos de extracción y transformación consisten esencialmente en eliminar el oxígeno presente.

De hecho, el proceso de fabricación de acero se dio casi de manera accidental. En aquellos días los herreros trabajaban el hierro forjado utilizando carbón vegetal para calentarlo, ya fuese en un horno bajo o en un crisol, lo que producía un hierro metálico lleno de impurezas.

Para obtener mejores resultados martillaban con fuerza el metal para expulsar toda la escoria posible y soldar el hierro. El resultado era un hierro forjado más duro y resistente.

A esto se sumaron las diferentes técnicas que se exploraron para mejorar sus características, como el enfriado rápido utilizando agua o aceite, todo esto formaría las bases para el desarrollo de lo que nosotros entendemos que es el acero.

Tuvieron que pasar siglos de mejoras lentas, pero efectivas durante el resto de la edad de hierro y época medieval que aceleraron los tiempos de producción, pudiendo abastecer grandes ejércitos e impulsar así el desarrollo de la humanidad. Sin embargo, no fue sino hasta la era moderna y después de la revolución industrial, cuando en el siglo XIX, en el año 1856, el inventor Henry Bessemer revolucionó la metalurgia.

Fue la invención de El convertidor de Bessemer lo que permitió convertir el arrabio, material fundido derivado de la producción del hierro, al utilizarlo como materia prima para la producción de acero de alta pureza que conocemos en la actualidad.

El convertidor fue antecedente de los altos hornos eléctricos modernos que, desde 1960, permitieron la producción de acero mejorado al obtener hierro con una concentración menor al 2% de carbono. Además de poder producir el metal de forma mucho más veloz, pura, utilizando incluso chatarra y obtener una gran calidad, resistencia y durabilidad.

¿Cuáles son las propiedades del acero?

El acero ofrece una cantidad de propiedades que lo han convertido en uno de los materiales sobre los que se construyeron las civilizaciones modernas, pues se trata de un metal bastante versátil utilizado en muchas industrias. Estas propiedades pueden variar según el tipo de aleación, pero las principales son:

  • Densidad: en cada metro cúbico se encuentran 7850 kg de metal.
  • Punto de fusión alto: se convierte en líquido a los 3000°C
  • Tenacidad: puede absorber una gran cantidad de energía antes de romperse
  • Ductilidad: es alta, permite ser doblado y deformado sin romperse, esto es útil para producir alambres, por ejemplo.
  • Maleabilidad: el acero es relativamente sencillo de laminar hasta lograr hojas muy delgadas de material, además de poder someterlo a procesos de acanalado y enrolado.
  • Soldabilidad: es bastante sencillo lograr uniones con otros metales o con más acero utilizando técnicas de soldado sin presentar daños, cambios estructurales, tensiones o deformaciones.
  • Electromagnético: conduce muy bien la electricidad y sobre el acero pueden actuar los campos magnéticos sin problema.
  • Dureza: es un material capaz de oponer bastante resistencia a ser penetrado y entre más alto sea su porcentaje de carbono, mayor es esta propiedad.
  • Oxidación: el acero reacciona con el oxígeno en el aire, esto lo hace vulnerable a la corrosión, pero es sencillo de corregir produciendo aleaciones con níquel y cromo, o utilizando alguno de los conocidos recubrimientos metálicos.
Tubos de acero galvanizado de diversos calibres acomodados dentro de una fabrica - que es el acero

¿Cuáles son los tipos de acero?

El acero puede clasificarse de muchas formas diferentes considerando sus usos, procesos y composiciones. Aquí te mostramos algunos de los tipos de acero.

¿Qué es el acero inoxidable?

El acero inoxidable es una aleación de acero que contiene entre el 10 y 12% de cromo y puede incluir otros metales como molibdeno, níquel e incluso tungsteno. Al entrar en contacto con el oxígeno en el aire, el cromo en la aleación se oxida, esto provoca que se forme una película protectora de óxido de cromo, que evita la oxidación del hierro en el acero y evita de este modo el deterioro del material por corrosión.

Esta capa le da su nombre al acero inoxidable y es, dentro de ciertos límites, autoreparable. Si se daña esta película, más cromo queda expuesto al oxígeno y por lo tanto produce óxido de cromo. Sin embargo, algunos químicos, especialmente los ácidos, pueden dañar esta propiedad sin posibilidad de recuperarla y dando paso a la oxidación de toda la aleación.

¿Qué es el acero galvanizado?

El acero galvanizado es aquel que ha sido sometido a un proceso de recubrimiento, este suele ser un baño en caliente de zinc que lo protege de la oxidación y el deterioro. Este proceso también se puede hacer con diferentes aleaciones para resultados más duraderos, como es el caso de la aleación aluminio-zinc conocida como zintro alum.

Durante la inmersión se genera una reacción química que produce enlaces permanentes entre el zinc y el acero, por lo que no solo se trata de acero encapsulado en zinc, sino que algunas capas intermedias son en realidad aleación de acero y zinc en lugar de materiales separados. Aunque es cierto que en el centro solo hay acero y en el exterior solo hay zinc.

¿Qué es el acero al carbono?

El acero al carbono, conocido también como acero de construcción, es el acero tal cuál sale de producción sin recibir tratamientos. Este material de acero se conoce también como “acero negro” porque en su capa exterior se produce óxido de hierro.

Esta película de óxido negro protege al metal y adquiere una coloración negra que le da su nombre. Indica además que la aleación tiene muy bajos niveles de carbono y aunque el proceso es similar al del acero inoxidable, esta capa no se autorrepara y no es tan duradera, por lo que es común que reciba alguna cobertura adicional como pintura o selladores.

¿Qué es el acero estructural?

El acero estructural es un tipo de acero que se produce con aleación de silicio, fósforo, azufre y oxígeno. Este término se utiliza para un grupo de aceros diseñados para su aplicación en estructuras de edificios o componentes esenciales de maquinaría. Esto siempre que su estructura se base en marcos o esqueletos hechos con columnas y vigas de acero.

Las normas para el diseño y construcción de estructuras de acero son establecidas y supervisadas por el American Institute of Steel Construction (AISC por sus siglas en inglés). No es la única institución que se dedica a regular los estándares en países industrializados, pero es una de las más conocidas.

Este tipo de acero es el que se utiliza para la fabricación de diversos perfiles estructurales, como viga IPS, viga IPR, canal monten, perfil HSS y canal CPS.

Trabajador construyendo una estructura de dos pisos con diversas piezas de acero

Tabla de características de los diferentes grados de acero

ELEMENTO
A36
A529-50
A572-50
A572-60
A709-50
SAE 1008
SAE 1010
A285-C
A283-C
C (max)
0.25
0.27
0.23
0.26
0.23
0.10
0.08-0.13
0.28
0.24
MN (max)
1.2
1.35
1.35
1.35
1.35
0.3-0.5
0.03-0.6
0.9
0.9
P (max)
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.03
0.03
0.035
0.035
S (max)
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.035
0.04
Si (max)
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
-
-
-
0.4
Cu (max)
0.2
0.2
0.2
0.2
-
-
-
-
-
Ni (max)
*
*
*
*
-
-
-
-
-
Cr (min)
*
*
*
*
-
-
-
-
-
Mo (max)
*
*
*
*
-
-
-
-
-
V (max)
*
*
0.01-0.10
0.01-0.15
0.10
-
-
-
-
Cb o Nb (max)
*
*
0.005-0.05
0.005-0.05
0.05
-
-
-
-
Esfuerzo de fluencia (kg/cm2)
2,530
3,515
3,515
4,200
-
-
3,020
-
-
Resistencia de ruptura por tensión
4,080-5,620
4,920-7,030
4,570
5,300
-
-
4,000
-
-
Límite elástico min (psi) (yield point)
36,000
-
50,000
60,000
50,000
-
-
30,000
30,000
Última tensión min (psi) (tensile strenght)
58,000-80,000
-
65,000
75,000
65,000
-
-
55,000-75,000
55,000-75,000
% elongación min en 8"
20
-
18
16
21
-
-
23
25

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